KR20160012164A

KR20160012164A - Master-slave multi-phase charging

Info

Publication number: KR20160012164A
Application number: KR1020157035552A
Authority: KR
Inventors: 크리스찬 스포크; 지오반니 가르시아; 사디 하와위니
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2014-04-14
Publication date: 2016-02-02
Also published as: CN105264734A; JP2016524284A; WO2014189629A1; CN105264734B; US20140347003A1; JP6392327B2; US9590436B2; EP3005513A1; KR102258589B1; EP3005513B1

Abstract

배터리 충전 회로는, 각각이 배터리를 충전하는 것이 가능한 2개 또는 그 초과의 충전 회로들을 포함한다. 충전 회로들의 충전 출력들은, 배터리의 고속 충전을 제공하도록, 함께 접속되고 배터리에 접속될 수 있다. 충전 회로들은, 그들이 배터리 충전 동안 서로 불리하게 간섭하지 않도록 구성될 수 있다.The battery charging circuit includes two or more charging circuits, each capable of charging the battery. The charging outputs of the charging circuits can be connected together and connected to the battery to provide fast charging of the battery. The charging circuits may be configured such that they do not adversely interfere with each other during the charging of the battery.

Description

Master-slave multi-phase charging {MASTER-SLAVE MULTI-PHASE CHARGING}

관련 출원들에 대한 상호 참조Cross reference to related applications

[0001] 본 개시는, 2014년 4월 11일자로 출원된 미국 특허출원 제 14/251,206호를 우선권으로 주장하며, 상기 출원은 2013년 10월 29일자로 출원된 미국 출원 제 14/065,752호의 일부 계속 출원이고, 이는 차례로, 2013년 5월 24일자로 출원된 미국 가특허출원 제 61/827,443호의 출원일의 이득을 주장하고 그에 대한 권리를 가지며, 상기 출원들 전부의 내용들은 모든 목적들을 위해 그들 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.[0001] This disclosure claims priority to U.S. Patent Application No. 14 / 251,206, filed April 11, 2014, which is a continuation of part of U.S. Serial No. 14 / 065,752, filed October 29, 2013 Which in turn claims and has the benefit of the filing date of U.S. Provisional Patent Application Serial No. 61 / 827,443, filed May 24, 2013, the contents of all of which are incorporated herein by reference in their entirety for all purposes Are hereby incorporated by reference.

[0002] 본 명세서에 달리 표시되지 않으면, 이 섹션에서 설명되는 접근법들은 본 출원에서의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함되는 것에 의해 종래 기술인 것으로 인정되지 않는다.[0002] Unless otherwise indicated herein, the approaches described in this section are not prior art to the claims in this application and are not considered to be prior art by the inclusion of this section.

[0003] 모바일 컴퓨팅 디바이스들(예를 들어, 스마트 폰들, 컴퓨터 태블릿들 등)이 계속해서 더 광범위하게 사용됨에 따라, 배터리들의 고속 충전에 대한 필요성이 더 중요해지고 있다. 고속 충전 시퀀스(sequence)들 동안 발생하는 높은 온도들에 의해, 고속 배터리 충전 기술들의 발전들이 방해를 받고 있다. 대부분의 경우들에서, 높은 온도들은, 충전 회로의 온도를 초과할 수 있는 높은 인덕터 온도들에 의해 야기된다.[0003] As mobile computing devices (eg, smartphones, computer tablets, etc.) continue to be used more extensively, the need for fast charging of batteries is becoming more important. Due to the high temperatures that occur during fast charge sequences, advances in high-speed battery charging techniques have been hampered. In most cases, high temperatures are caused by high inductor temperatures that can exceed the temperature of the charging circuit.

[0004] 본 개시는 제 1 충전 회로 및 제 2 충전 회로를 포함하는 배터리 충전 회로를 설명한다. 충전 회로들의 충전 출력들은, 함께 접속될 수도 있고 충전을 위해 배터리에 접속가능할 수도 있다. 제 1 충전 회로는, 제 1 충전 회로에서의 배터리 충전 동작 이전에 제 2 충전 회로에서의 배터리 충전 동작이 종결될 수 있도록, 제 2 충전 회로의 배터리 임계 전압보다 더 높은 배터리 임계 전압으로 구성될 수도 있다.[0004] The present disclosure describes a battery charging circuit comprising a first charging circuit and a second charging circuit. The charging outputs of the charging circuits may be connected together and may be connectable to the battery for charging. The first charging circuit may be configured with a battery threshold voltage that is higher than the battery threshold voltage of the second charging circuit such that the battery charging operation in the second charging circuit may terminate prior to the battery charging operation in the first charging circuit have.

[0005] 다음의 상세한 설명 및 첨부된 도면들은 본 개시의 특성 및 이점들의 더 양호한 이해를 제공한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [0005] The following detailed description and the accompanying drawings provide a better understanding of the nature and advantages of the present disclosure.

[0006] 후속하는 설명 및 특히 도면들에 대한 설명에 관하여, 도시된 상세한 사항들은 예시적인 설명의 목적들을 위한 예들을 나타내며, 본 개시의 개념적 양상들 및 원리들의 설명을 제공하기 위해 제시된다는 것이 강조된다. 이와 관련하여, 본 개시의 기본적인 이해를 위해 필요한 것을 넘어서는 구현 세부사항들을 도시하려는 어떠한 시도도 이루어지지 않는다. 후속하는 설명은, 도면들과 함께, 본 개시에 따른 실시예들이 어떻게 실시될 수도 있는지를 당업자들에게 명백하게 한다. 첨부된 도면들은 다음과 같다.[0006] With regard to the following description and particularly to the description of the drawings, it is emphasized that the details shown are examples for the purposes of illustrative description and are presented to provide an explanation of the conceptual aspects and principles of the present disclosure. do. In this regard, no attempt is made to show implementation details beyond what is necessary for a basic understanding of this disclosure. The following description, together with the drawings, makes apparent to those skilled in the art how the embodiments according to the present disclosure may be practiced. The accompanying drawings are as follows.

[0007] 도 1은 본 개시의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(PCB) 레벨 실시예를 도시한다.
[0008] 도 1a 및 1b는 본 개시에 따른 부가적인 예시적 실시예들을 도시한다.
[0009] 도 2는 본 개시에 따른 충전 회로의 전체도(general view)를 도시한다.
[0010] 도 3은 본 개시에 따른, 충전 회로의 단상(single-phase) 구성을 도시한다.
[0011] 도 4a 및 4b는 본 개시에 따른, 충전 회로들의 이중-위상(dual-phase) 구성을 도시한다.
[0012] 도 5a, 5b, 및 5c는 본 개시에 따른, 충전 회로들의 3-상(3-phase) 구성을 도시한다.
[0013] 도 6은 본 개시에 따른, 마스터-한정(master-only) 충전 회로의 구현 예를 예시한다.
[0014] 도 7은 본 개시에 따른, 슬레이브-한정(slave-only) 충전 회로의 구현 예를 예시한다.
[0015] 도 8a, 8b, 및 8c는 이중-입력 마스터-슬레이브 구성에 대한 실시예를 예시한다.
[0016] 도 9는 이중-입력 마스터에 대한 실시예를 예시한다.
[0017] 도 10 및 10a는 본 개시에 따른 인쇄 회로 기판(PCB) 레벨 실시예들을 도시한다.
[0018] 도 11 및 11a는 본 개시에 따른 충전 회로의 세부사항들을 예시한다.
[0019] 도 12는 본 개시에 따른 배터리 충전 회로를 도시한다.
[0020] 도 13a-13d는 본 개시에 따른 배터리 충전 동작을 예시한다.[0007] FIG. 1 illustrates a printed circuit board (PCB) level embodiment of the present disclosure.
[0008] Figures 1A and 1B show additional exemplary embodiments in accordance with the present disclosure.
[0009] FIG. 2 shows a general view of a charging circuit according to the present disclosure.
[0010] FIG. 3 illustrates a single-phase configuration of a charging circuit according to the present disclosure.
[0011] Figures 4A and 4B illustrate a dual-phase configuration of charging circuits according to the present disclosure.
[0012] Figures 5A, 5B, and 5C illustrate a three-phase configuration of the charging circuits according to the present disclosure.
[0013] FIG. 6 illustrates an embodiment of a master-only charging circuit according to the present disclosure.
[0014] FIG. 7 illustrates an implementation of a slave-only charging circuit in accordance with the present disclosure;
[0015] Figures 8a, 8b, and 8c illustrate an embodiment of a dual-input master-slave configuration.
[0016] FIG. 9 illustrates an embodiment for a dual-input master.
[0017] Figures 10 and 10a illustrate printed circuit board (PCB) level embodiments in accordance with the present disclosure.
[0018] Figures 11 and 11a illustrate the details of a charging circuit according to the present disclosure.
[0019] FIG. 12 illustrates a battery charging circuit according to the present disclosure;
[0020] Figures 13A-13D illustrate battery charging operations in accordance with the present disclosure.

[0021] 다음의 설명에서, 설명의 목적들을 위해, 본 개시의 철저한 이해를 제공하기 위한 다수의 예들 및 특정한 세부사항들이 기재된다. 그러나, 청구항들에서 표현된 바와 같은 본 개시는, 이들 예들에서의 특성들 중 일부 또는 그 전부를 단독으로 또는 아래에서 설명되는 다른 특성들과 결합하여 포함할 수도 있고, 본 명세서에 설명된 특성들 및 개념들의 변형들 및 등가물들을 더 포함할 수도 있음이 당업자에게 명백할 것이다.[0021] In the following description, for purposes of explanation, numerous examples and specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present disclosure. However, the present disclosure as expressed in the claims may include some or all of the features in these examples, either alone or in combination with other features described below, and may include features described herein It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

[0022] 도 1은 본 개시에 따른 배터리 충전 디바이스들로 채워진 인쇄 회로 기판(PCB)(10)의 부분을 도시한다. PCB(10)는, 예를 들어, 모바일 컴퓨팅 디바이스, 스마트 폰, 및 일반적으로 임의의 전자 디바이스 내의 회로 기판일 수도 있다. PCB(10)는 배터리 충전 디바이스들(102, 102a, 102b)로 채워질 수도 있다. 후속하는 설명들에서, 더 적거나 또는 더 많은 배터리 충전 디바이스들이 제공될 수도 있다는 것이 인식될 것이다. 배터리 충전 디바이스들(102, 102a, 102b) 각각은, 임의의 적절한 집적 회로(IC) 패키징 포맷(예를 들어, 단일 인-라인(in-line) 패키징, 이중 인-라인 패키징, 표면 실장형(surface mount) 디바이스들 등)으로 구현될 수도 있고, PCB(10) 상에서 상호접속될 수도 있다.[0022] FIG. 1 illustrates a portion of a printed circuit board (PCB) 10 filled with battery charging devices according to the present disclosure. The PCB 10 may be, for example, a mobile computing device, a smart phone, and a circuit board in generally any electronic device. PCB 10 may be filled with battery charging devices 102, 102a, 102b. It will be appreciated that in the following descriptions, fewer or more battery charging devices may be provided. Each of the battery charging devices 102,102a and 102b may be coupled to any suitable integrated circuit (IC) packaging format (e.g., single in-line packaging, dual in-line packaging, surface mount devices, etc.), and may be interconnected on the PCB 10.

[0023] 몇몇 실시예들에서, 배터리 충전 디바이스들(102, 102a, 102b)은, 상이한 동작 모드들에 대해 구성될 수 있는 동일한 디바이스들이다. 예를 들어, 디바이스(102)는 "마스터" 모드 동작에 대해 구성될 수도 있지만, 디바이스들(102a, 102b)은 "슬레이브" 모드 동작에 대해 구성될 수도 있다. 배터리 충전 디바이스들(102, 102a, 102b)은, 일반적으로 (12)에 의해 표현되는 PCB 트레이스들을 사용하여 디바이스들이 PCB(10) 상에서 상호접속되게 하는 핀(pin)들 또는 단자들(도시되지 않음)을 포함할 수도 있다는 것이 이해될 것이다.[0023] In some embodiments, the battery charging devices 102, 102a, 102b are the same devices that can be configured for different modes of operation. For example, device 102 may be configured for "master" mode operation, while devices 102a, 102b may be configured for "slave" mode operation. The battery charging devices 102, 102a and 102b are connected to pins or terminals (not shown) that allow devices to be interconnected on the PCB 10 using PCB traces, As will be understood by those skilled in the art.

[0024] 본 개시의 원리들에 따르면, 배터리 충전 디바이스들(102, 102a, 102b)은, 배터리 충전 디바이스들에 의한 배터리의 정합적(coordinated) 충전을 위해 접속부(24)(예를 들어, 배터리 단자)를 통해 배터리(22)에 접속될 수도 있다. 배터리(22)는, 하나 또는 그 초과의 셀들 중 임의의 알려진 구성(예를 들어, 단일-셀 구성, 멀티-셀, 멀티-스택(multi-stack) 구성 등)을 포함할 수도 있고, 재충전을 허용하는 임의의 적절한 화학적 성질(chemistry)을 이용할 수도 있다.In accordance with the principles of the present disclosure, the battery charging devices 102, 102a, 102b are connected to a connection 24 (e. G., A battery (not shown)) for the coordinated charging of the battery by the battery charging devices. Terminal) of the battery 22. The battery 22 may include any known configuration of one or more cells (e.g., a single-cell configuration, a multi-cell, a multi-stack configuration, etc.) Any suitable chemistry acceptable may be used.

[0025] 몇몇 실시예들에서, 배터리 충전 디바이스들(102, 102a, 102b)은 벅 변환기(buck converter)들로서 동작하고, 다른 실시예들에서, 배터리 충전 디바이스들은 벅-부스트 변환기(buck-boost converter)들을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 벅 변환기의 유도성(inductive) 컴포넌트는, PCB(10) 상에 제공되는 외부 유도성 엘리먼트들(14)로서 제공될 수도 있다. 따라서, 각각의 배터리 충전 디바이스(102, 102a, 102b)는, 인덕터와 같은 대응하는 외부 유도성 엘리먼트(14)에 접속될 수도 있다. 유도성 엘리먼트들(14)은, 그들이 배터리 충전 디바이스들(102, 102a, 102b)을 포함하는 충전 IC들의 일부가 아니라는 의미에서 "외부적"이다. 본 개시에 따르면, 벅 변환기들의 용량성(capacitive) 컴포넌트는, 각각의 배터리 충전 디바이스(102, 102a, 102b)에 의해 공유될 수 있는 PCB(10) 상의 외부 용량성 엘리먼트(16)로서 제공될 수도 있다. 용량성 엘리먼트(16)는, 배터리 충전 디바이스들(102, 102a, 102b)을 포함하는 충전 IC들의 일부가 아니라는 의미에서 "외부적"이다.[0025] In some embodiments, the battery charging devices 102, 102a, 102b operate as buck converters, and in other embodiments the battery charging devices operate as buck-boost converters ). In some embodiments, an inductive component of the buck converter may be provided as external inductive elements 14 provided on the PCB 10. Thus, each battery charging device 102, 102a, 102b may be connected to a corresponding external inductive element 14, such as an inductor. Inductive elements 14 are "external" in the sense that they are not part of the charging ICs including battery charging devices 102, 102a, 102b. According to the present disclosure, the capacitive component of the buck converters may be provided as an external capacitive element 16 on the PCB 10 that may be shared by each battery charging device 102, 102a, 102b have. The capacitive element 16 is "external" in the sense that it is not part of the charging ICs including the battery charging devices 102, 102a and 102b.

[0026] 추가로, 본 개시에 따르면, 각각의 배터리 충전 디바이스(102, 102a, 102b)는, 디바이스를 마스터 또는 슬레이브 모드 동작으로 구성하기 위해, 대응하는 외부 선택 표시자(18)에 접속될 수도 있다. 각각의 선택 표시자(18)는, 디바이스를 포함하는 충전 IC의 일부가 아니라는 의미에서 "외부적"이다. 몇몇 실시예들에서, 선택 표시자(18)는 저항성(resistive) 엘리먼트일 수도 있다. 예를 들어, 접지 전위(예를 들어, 대략적으로 0Ω)로의 접속은 디바이스(예를 들어, 102)가 마스터 모드에서 동작할 것임을 표시하도록 기능할 수도 있다. 넌-제로(non-zero) 저항 값(예를 들어, 10KΩ, 100KΩ 등)은 디바이스(예를 들어, 102a, 102b)가 슬레이브 모드에서 동작할 것임을 표시하도록 기능할 수도 있다. 더 일반적으로, 다른 실시예들에서, 선택 표시자(18)는, 디바이스(102, 102a, 102b)가 마스터 모드에서 동작할지 또는 슬레이브 모드에서 동작할 지 여부를 표시하도록 기능할 수 있는 적절한 아날로그 신호 또는 디지털 신호의 소스일 수도 있다.[0026] Additionally, according to the present disclosure, each battery charging device 102, 102a, 102b may be connected to a corresponding external selection indicator 18 to configure the device in a master or slave mode of operation have. Each select indicator 18 is "external" in the sense that it is not part of the charging IC that includes the device. In some embodiments, the select indicator 18 may be a resistive element. For example, a connection to a ground potential (e.g., approximately 0 OMEGA) may serve to indicate that the device (e.g., 102) will operate in master mode. Non-zero resistance values (e.g., 10K ohms, 100K ohms, etc.) may serve to indicate that the device (e.g., 102a, 102b) will operate in slave mode. More generally, in other embodiments, the selection indicator 18 may comprise suitable analog signals (e. G., Digital signals) that can function to indicate whether the device 102,102a, 102b will operate in master mode or slave mode Or a source of a digital signal.

[0027] 배터리 충전 디바이스들(102, 102a, 102b)로의 전력은 임의의 적절한 접속기(26)를 통해 외부적으로 제공될 수도 있다. 단지 예로서, 접속기(26)는 USB 접속기일 수도 있다. USB 접속기의 VBUS 라인으로부터의 전력은 (예를 들어, USBIN 단자에서) 디바이스(102)에 접속될 수도 있고, 이는 그 후, MIDUSBIN 단자를 통해 다른 디바이스들(102a, 102b)에 전력을 분배할 수도 있다. 이들 및 다른 단자들이 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.[0027] The power to the battery charging devices 102, 102a, 102b may be provided externally via any suitable connector 26. [0027] By way of example only, the connector 26 may be a USB connector. Power from the VBUS line of the USB connector may be connected to the device 102 (e.g., at the USBIN terminal), which may then distribute power to other devices 102a, 102b via the MIDUSBIN terminal have. These and other terminals will be described in more detail below.

[0028] 당업자는, 본 개시에 따른 실시예들이 임의의 전자 디바이스를 포함할 수도 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 도 1a는, PCB(10)가 배터리(22)를 충전하기 위한 임의의 전자 디바이스(50)에 포함될 수도 있다는 것을 나타낸다. 도 1b는, PCB(10)가 제 2 전자 디바이스의 배터리(22)를 충전하기 위한 제 2 전자 디바이스(56)로의 접속부(54)를 갖는 제 1 전자 디바이스(52) 내에 제공될 수도 있는 다른 구성을 예시한다. 몇몇 실시예들에서, 접속부(54)는 물리적이지 않을 수도 있는데, 예를 들어, 디바이스(52)로부터의 무선 에너지 전송이 자기 유도 회로(도시되지 않음)를 사용하여 제공될 수도 있다.[0028] Those skilled in the art will recognize that embodiments in accordance with the present disclosure may include any electronic device. For example, FIG. 1A shows that the PCB 10 may be included in any electronic device 50 for charging the battery 22. 1B illustrates another configuration in which PCB 10 may be provided within a first electronic device 52 having a connection 54 to a second electronic device 56 for charging a battery 22 of a second electronic device. . In some embodiments, the connection 54 may not be physical, for example, wireless energy transmission from the device 52 may be provided using a magnetic induction circuit (not shown).

[0029] 본 설명은 이제 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 배터리 충전 디바이스(102)의 세부사항들로 넘어갈 것이다. 도 2는 배터리 충전 디바이스(102)의 간략화된 개략적 표현을 도시한다. 몇몇 실시예들에서, 배터리 충전 디바이스(102)는 충전 IC(202)를 포함할 수도 있다. 몇몇 구현들에서, 충전 IC의 설계는 2개 또는 그 초과의 IC들 상에 구현될 수도 있다는 것이 인식될 것이다. 그러나, 설명의 목적들을 위해, 일반성을 잃지 않으면서 단일 충전 IC 구현을 가정할 수 있다.[0029] The present description will now proceed to the details of the battery charging device 102 in accordance with some embodiments of the present disclosure. 2 shows a simplified schematic representation of a battery charging device 102. As shown in FIG. In some embodiments, the battery charging device 102 may include a charging IC 202. It will be appreciated that, in some implementations, the design of the charge IC may be implemented on two or more ICs. However, for illustrative purposes, a single charge IC implementation can be assumed without losing generality.

[0030] 충전 IC(202)는, 본 개시의 원리들에 따른 배터리 충전 기능을 제공하기 위한 회로를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 배터리 충전 기능은 벅 변환기 또는 벅-부스트 변환기 등을 사용하여 제공될 수도 있다. 따라서, 충전 IC(202)는, 유도성 엘리먼트(14) 및 용량성 엘리먼트(16)와 함께 벅 변환기 토폴로지(topology)로 구성될 수 있는 하이-사이드 FET(high-side FET)(214a) 및 로우-사이드 FET(low-side FET)(214b)를 포함할 수도 있다.[0030] The charging IC 202 may include circuitry to provide a battery charging function in accordance with the principles of the present disclosure. In some embodiments, for example, the battery charging function may be provided using a buck converter or a buck-boost converter or the like. Thus, the charging IC 202 includes a high-side FET 214a and a low-side FET 214b that may be configured with a buck converter topology along with the inductive element 14 and the capacitive element 16, - a side FET (low-side FET) 214b.

[0031] 펄스 폭 변조(pulse width modulated)(PWM) 드라이버 회로는, 각각의 FET들(214a 및 214b)의 게이트들을 스위칭하기 위해, 자신의 스위칭 출력에서 게이트 드라이브 신호들(HS, LS)을 생성할 수도 있다. PWM 드라이버 회로는, FET들(214a 및 214b)의 스위칭을 제어하기 위해, 자신의 제어 입력부에서 전류-모드 제어 신호를 그리고 자신의 클록 입력에서 클록 신호를 수신할 수도 있다. 벅 변환기로부터의 전력(Vph_pwr)은, 충전 IC(202)의 VSYS 및 CHGOUT 단자들을 통하여, 배터리 FET(222)를 통해 배터리(22)를 충전시키도록 접속될 수도 있다. 배터리 FET(222)는 충전 전류를 (예를 들어, 충전 전류 감지 회로를 사용하여) 모니터링하도록 기능할 수도 있다.[0031] A pulse width modulated (PWM) driver circuit generates gate drive signals (HS, LS) at its switching output to switch the gates of each of the FETs 214a and 214b You may. The PWM driver circuit may receive a current-mode control signal at its control input and a clock signal at its clock input to control the switching of FETs 214a and 214b. The power Vph_pwr from the buck converter may be connected to charge the battery 22 through the battery FET 222 through the VSYS and CHGOUT terminals of the charging IC 202. [ The battery FET 222 may also function to monitor the charge current (e.g., using a charge current sense circuit).

[0032] 본 개시의 원리들에 따르면, 제어 신호는, 충전 IC(202) 내에서 내부적으로 생성되거나 또는 외부적으로 충전 IC에 제공될 수도 있다. 예를 들어. 비교기(216) 및 다양한 피드백 제어 신호 루프들을 포함하는 피드백 보상 네트워크는 내부적으로 생성되는 제어 신호의 소스로서 기능할 수도 있다. 특정한 실시예에서, 피드백 제어 루프들은, 입력 전류 감지 회로(예를 들어, USBIN에서 입력 전류를 감지함), 충전 전류 감지 회로(예를 들어, 배터리 FET(222)를 사용하여 VSYS 및 CHGOUT 단자들에서 전류를 감지함), 시스템 전압 감지 회로(예를 들어, VSYS 단자에서 전압을 감지함), 배터리 전압 감지 회로(예를 들어, VBATT 단자에서 배터리 전압을 감지함), 및 배터리 온도 감지 회로(예를 들어, THERM 단자에서 배터리 온도를 감지함)를 포함할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 피드백 제어 루프들은 더 적거나 또는 부가적인 감지 회로들을 포함할 수도 있다. 비교기(216)는, 내부적으로 생성되는 제어 신호로서 기능하는 기준을 생성할 수도 있다.[0032] According to the principles of the present disclosure, the control signal may be internally generated in the charging IC 202 or may be provided externally to the charging IC. E.g. A feedback compensation network including a comparator 216 and various feedback control signal loops may serve as a source of internally generated control signals. In certain embodiments, the feedback control loops are coupled to the VSYS and < RTI ID = 0.0 > CHGOUT terminals (e. G. , A battery voltage sensing circuit (e.g., sensing the battery voltage at the VBATT terminal), and a battery temperature sensing circuit (e.g., For example, sensing the battery temperature at the THERM terminal). In other embodiments, the feedback control loops may include fewer or additional sensing circuits. The comparator 216 may generate a reference functioning as an internally generated control signal.

[0033] 비교기(216)에 의해 생성되는 제어 신호는, 제어 신호가 충전 IC(202)를 포함하는 회로에 의해 생성된다는 의미에서 "내부적"이다. 그와 비교하여, 예를 들어, 충전 IC의 CONTROL 단자를 통해 충전 IC(202) 외부의 소스로부터 신호가 수신되는 경우, 제어 신호는 "외부적으로" 제공되는 것으로 고려된다. 몇몇 실시예들에서, 비교기(216)에 의해 생성된 내부 제어 신호 또는 CONTROL 단자를 통해 수신된 외부적으로 생성된 제어 신호 중 어느 하나를 PWM 드라이버 회로에 대한 제어 신호로서 기능하도록 선택하기 위한 제어 선택기(216a)가 제공될 수도 있다.[0033] The control signal generated by the comparator 216 is "internal" in the sense that the control signal is generated by a circuit comprising the charge IC 202. In comparison, for example, when a signal is received from a source external to the charging IC 202 via the CONTROL terminal of the charging IC, the control signal is considered to be provided "externally". In some embodiments, a control selector for selecting either the internal control signal generated by the comparator 216 or the externally generated control signal received via the CONTROL terminal to function as a control signal for the PWM driver circuit (216a) may be provided.

[0034] 본 개시의 원리들에 따르면, 클록 신호(clock signal)는 충전 IC(202) 내에서 내부적으로 생성되거나 또는 충전 IC에 외부적으로 제공될 수도 있다. 예를 들어, 충전 IC(202)는 클록 신호(clock out)를 생성하기 위한 클록 생성기(218)를 포함할 수도 있다. 클록 생성기(218)는, 클록 생성 회로(218a) 및 지연 엘리먼트(218b)를 포함할 수도 있다. 클록 생성 회로(218a)는, 내부적으로 생성된 클록 신호로서 기능하는 클록 신호를 생성할 수도 있다. 지연 엘리먼트(218b)는 외부적으로 제공되는 클록 신호를 수신할 수도 있다.[0034] According to the principles of the present disclosure, a clock signal may be generated internally in the charging IC 202 or may be provided externally to the charging IC. For example, the charging IC 202 may include a clock generator 218 for generating a clock signal (clock out). The clock generator 218 may include a clock generation circuit 218a and a delay element 218b. Clock generation circuit 218a may also generate a clock signal that functions as an internally generated clock signal. The delay element 218b may receive a clock signal externally provided.

[0035] 클록 생성 회로(218a)에 의해 생성된 클록 신호는, 충전 IC(202), 즉, 클록 생성 회로를 포함하는 회로에 의해 생성된다는 의미에서 "내부적"이다. 그와 비교하여, 예를 들어, 충전 IC의 CLK 단자를 통해 충전 IC(202) 외부의 소스로부터 신호가 수신되는 경우, 클록 신호는 "외부적으로" 제공되는 것으로 고려된다. 몇몇 실시예들에서, 클록 생성 회로(218a) 의해 생성된 내부 클록 신호 또는 CLK 단자를 통해 제공되고 지연 엘리먼트(218b)에 의해 지연된(위상 시프팅된) 외부 클록 신호 중 어느 하나를, PWM 드라이버 회로에 대한 제어 신호로서 기능하도록 선택하기 위한 클록 선택기(218c)가 제공될 수도 있다.[0035] The clock signal generated by the clock generation circuit 218a is "internal" in the sense that it is generated by the charge IC 202, ie, a circuit including a clock generation circuit. In comparison, for example, when a signal is received from a source external to the charging IC 202 through the CLK terminal of the charging IC, the clock signal is considered to be provided "externally ". In some embodiments, either the internal clock signal generated by the clock generation circuit 218a or the external clock signal provided through the CLK terminal and delayed by the delay element 218b (phase shifted) A clock selector 218c may be provided for selecting to function as a control signal for the input signal.

[0036] 충전 IC(202)는, 충전 IC의 SEL 입력을 통해 제공되는 외부 선택 표시자(18)에 따라 충전 IC를 "마스터" 모드 또는 "슬레이브" 모드에서 동작하도록 구성하기 위한 선택기 회로(212)를 포함할 수도 있다. 선택 표시자(18)는, 아날로그 신호의 소스(예를 들어, 아날로그 신호 생성기) 또는 디지털 신호의 소스(예를 들어, 디지털 로직) 또는 회로일 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 선택 표시자(18)는, 저항성 엘리먼트를 통한 접지 전위로의 전기 접속 또는 접지 전위로의 직접적인 전기 접속 중 어느 하나일 수도 있다. 선택기 회로(212)는, 선택 표시자(18)에 따라 제어 선택기(216a) 및 클록 선택기(218c)를 동작시킬 수도 있다. 선택기 회로(212)는 또한, 선택 표시자(18)에 따라 전류 입력을 감지하는 것을 인에이블링(enable) 또는 디스에이블링(disable)하도록 스위치(220)를 동작시킬 수도 있다.The charge IC 202 includes a selector circuit 212 for configuring the charge IC to operate in a "master" mode or a "slave" mode in accordance with an external select indicator 18 provided via the SEL input of the charge IC ). The select indicator 18 may be a source of an analog signal (e.g., an analog signal generator) or a source of digital signals (e.g., digital logic) or circuitry. In some embodiments, for example, the select indicator 18 may be either an electrical connection before ground through a resistive element or a direct electrical connection before ground. The selector circuit 212 may operate the control selector 216a and the clock selector 218c in accordance with the selection indicator 18. The selector circuit 212 may also operate the switch 220 to enable or disable sensing the current input according to the selection indicator 18.

[0037] 본 개시에 따르면, 충전 IC(202)는, 단상 독립형(standalone) 디바이스로서 구성될 수도 있거나 또는 다중-위상 구성으로 사용될 수도 있다. 본 설명은 먼저 단상 구성을 설명할 것이다. 도 3은, 독립형 배터리 충전기로서 동작하도록 구성되는 충전 IC(202)의 예를 예시한다. 충전 IC(202)는, SEL 입력을 사용하여 마스터 모드에서 동작하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 충전 IC(202)의 마스터 모드 동작은, SEL 입력의 접지 전위로의 접속을 포함하는 선택 표시자(18)에 의해 지정될 수도 있다. 마스터 모드 동작을 지정하기 위한 이러한 관례(convention)는, 마스터 모드 동작을 표시하기 위해 다른 실시예들에서는 다른 관례들이 채택될 수도 있다는 이해와 함께 본 개시의 나머지 부분에 대해 사용될 것이다.[0037] According to the present disclosure, the charging IC 202 may be configured as a single-phase standalone device or may be used in a multi-phase configuration. This description will first explain the single phase configuration. 3 illustrates an example of a charger IC 202 configured to operate as a stand-alone battery charger. The charging IC 202 may be configured to operate in the master mode using the SEL input. In some embodiments, the master mode operation of the charging IC 202 may be specified by a selection indicator 18 that includes a connection before the ground of the SEL input. This convention for specifying master mode operation will be used for the remainder of this disclosure with the understanding that other practices may be employed in other embodiments to indicate master mode operation.

[0038] 일 실시예에서, 선택기(212)는, 충전 IC(202)를 마스터 모드 동작에 대해 구성함으로써, SEL 입력에서의 접지 접속의 존재에 응답하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 선택기(212)는, 내부적으로 생성된 제어 신호를 PWM 드라이버 회로의 제어 입력에 제공하도록 제 1 구성에서 제어 선택기(216a)를 동작시킬 수도 있다. 내부적으로 생성된 제어 신호는 또한, 충전 IC(202)의 CONTROL 단자에 제공되며, 이는, 도 3에 도시된 단상 구성의 경우에는 관련이 없다.[0038] In one embodiment, the selector 212 may be configured to respond to the presence of a ground connection at the SEL input by configuring the charging IC 202 for master mode operation. For example, the selector 212 may operate the control selector 216a in a first configuration to provide an internally generated control signal to the control input of the PWM driver circuit. The internally generated control signal is also provided to the CONTROL terminal of the charging IC 202, which is irrelevant in the case of the single phase configuration shown in Fig.

[0039] 유사하게, 선택기(212)는, (예를 들어, 클록 생성 회로(218a)를 통해) 내부적으로 생성된 클록 신호를 PWM 드라이버 회로의 클록 입력에 제공하도록 제 1 구성에서 클록 선택기(218c)를 동작시킬 수도 있다. 내부적으로 생성된 클록 신호는 또한, 충전 IC(202)의 CLK 단자에 제공되며, 이는, 도 3에 도시된 단상 구성의 경우에는 관련이 없다. 선택기(212)는 또한, 전력 입력 USBIN 상에서의 입력 전류 감지를 인에이블링하는 구성으로 스위치(220)를 동작시킬 수도 있다.Similarly, the selector 212 selects the clock selector 218c (218c) in a first configuration to provide an internally generated clock signal (e.g., via the clock generator circuit 218a) to the clock input of the PWM driver circuit May be operated. The internally generated clock signal is also provided to the CLK terminal of the charging IC 202, which is irrelevant in the case of the single phase configuration shown in FIG. The selector 212 may also operate the switch 220 in a configuration that enables input current sensing on the power input USBIN.

[0040] 동작 시, 도 3에 도시된 마스터-모드 구성된 충전 IC(202)는 배터리(22)를 충전하기 위한 벅 변환기로서 동작한다. PWM 드라이버 회로에 대한 피드백 제어는 충전 IC(202)를 포함하는 회로에 의해 제공되고, 유사하게, 회로에 대한 클록 신호는 충전 IC 내에서 제공된다. 그 구성은, 오직 하나의 충전 IC만이 존재한다는 의미에서 "독립형" 구성이다.[0040] In operation, the master-mode configured charge IC 202 shown in FIG. 3 operates as a buck converter for charging the battery 22. The feedback control for the PWM driver circuit is provided by a circuit including the charging IC 202, and similarly, a clock signal for the circuit is provided in the charging IC. The configuration is a "stand-alone" configuration in the sense that there is only one charge IC.

[0041] 본 논의는 이제, 본 개시에 따른 충전 IC(202)의 다중-위상 구성, 및 특히 이중-위상 구성의 예의 설명으로 넘어갈 것이다. 이중-위상 구성에서, 2개의 충전 IC들(202)이 배터리(22)를 충전하도록 함께 접속되고 동작한다. 충전 IC들(202) 중 하나는 마스터 디바이스로서 그리고 다른 하나는 슬레이브 디바이스로서 구성될 수도 있다. 도 4a 및 4b는, 각각이 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스로서 동작하도록 구성되는 충전 IC들(202a 및 202b)의 예를 도시한다. 충전 IC들(202a, 202b)은 접속부들 A, B, C, D, E, F, 및 G에서 함께 접속된다. 결과적인 전류 흐름은 도 4a 및 4b에 흐름(422)으로서 예시된다.[0041] The present discussion will now proceed to the description of a multi-phase configuration of the charging IC 202, and in particular an example of a dual-phase configuration, in accordance with the present disclosure. In the dual-phase configuration, two charging ICs 202 are connected and operate together to charge the battery 22. [ One of the charging ICs 202 may be configured as a master device and the other as a slave device. Figures 4A and 4B illustrate examples of charge ICs 202a and 202b, each of which is configured to operate as a master device and a slave device. Charge ICs 202a and 202b are connected together at connections A, B, C, D, E, F, The resulting current flow is illustrated as flow 422 in Figures 4A and 4B.

[0042] 도 4a에 도시된 충전 IC(202a)는 도 3에 설명된 바와 같은 마스터 모드 동작에 대해 구성된다. 본 개시에 따르면, 충전 IC(202a)의 비교기(216)에 의해 생성된 제어 신호는, 충전 IC의 PWM 드라이버 회로에 대한 내부적으로 생성된 제어 신호로서 기능하는 것에 부가하여, (예를 들어, CONTROL 단자를 통해) 외부적으로 생성된 제어 신호(402)로서 제공된다. 유사하게, 클록 생성기(218)에 의해 생성된 클록 신호는, 충전 회로 IC(202a)의 PWM 드라이버 회로에 대한 내부적으로 생성된 클록 신호로서 기능하는 것에 부가하여, (예를 들어, CLK 단자를 통해) 외부적으로 생성된 클록 신호(404)로서 제공된다.[0042] The charging IC 202a shown in FIG. 4A is configured for master mode operation as described in FIG. In accordance with the present disclosure, the control signal generated by the comparator 216 of the charge IC 202a may be provided to the PWM driver circuit of the charge IC in addition to functioning as an internally generated control signal to the PWM driver circuit of the charge IC, Lt; / RTI > (via a terminal). Similarly, in addition to functioning as an internally generated clock signal for the PWM driver circuit of the charging circuit IC 202a, the clock signal generated by the clock generator 218 may be provided to the PWM driver circuit (e.g., via the CLK terminal) ) As an externally generated clock signal (404).

[0043] 도 4b를 참조하면, 충전 IC(202b)는 슬레이브 모드 동작에 대해 구성된다. 충전 IC(202b)는 SEL 입력을 사용하여 슬레이브 모드에서 동작하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 슬레이브 모드 동작은, 저항성 엘리먼트를 포함하는 선택 표시자(18)에 의해 지정될 수도 있다. 슬레이브 모드 동작을 지정하기 위한 이러한 관례는, 다른 실시예들에서는 슬레이브 모드 동작을 표시하기 위해 다른 관례들이 채택될 수도 있다는 이해와 함께 본 개시의 나머지 부분에 대해 사용될 것이다. 특정한 실시예에서, 예를 들어, 슬레이브 모드 동작을 표시하기 위해 10K 저항기가 사용될 수도 있다. 물론, 다른 저항 값이 사용될 수도 있다는 것이 인식될 것이다. 선택기(212)는, 충전 IC(202b)를 슬레이브 모드 동작에 대해 구성함으로써, SEL 입력에서의 10KΩ 저항의 검출에 응답하도록 구성될 수도 있다.[0043] Referring to FIG. 4B, the charging IC 202b is configured for slave mode operation. The charging IC 202b may be configured to operate in the slave mode using the SEL input. In some embodiments, the slave mode operation may be designated by a select indicator 18 comprising a resistive element. This convention for specifying slave mode operation will be used for the remainder of this disclosure, with the understanding that other practices may be employed to indicate slave mode operation in other embodiments. In certain embodiments, for example, a 10K resistor may be used to indicate slave mode operation. Of course, it will be appreciated that other resistance values may be used. The selector 212 may be configured to respond to the detection of a 10K resistor at the SEL input by configuring the charge IC 202b for slave mode operation.

[0044] 슬레이브 모드 동작에서, 선택기(212)는, 충전 IC(202b)의 CONTROL 단자를 통해 수신되는 외부적으로 생성된 제어 신호(402)를 수신하도록 제 2 구성에서 제어 선택기(216a)를 동작시킬 수도 있다. 제어 선택기(216a)는, 외부적으로 생성된 제어 신호(402)를 PWM 드라이버 회로의 제어 입력에 제공한다. 제 2 구성에서의 제어 선택기(216a)의 동작은, 충전 IC(202b)의 피드백 네트워크를 PWM 드라이버 회로로부터 분리하거나 또는 달리 효과적으로 디스에이블링한다. 이러한 "분리"는, 파선형의 회색 라인들을 사용하여 충전 IC(202b) 내의 피드백 네트워크 엘리먼트들을 예시함으로써 도면에서 강조되어 있다.[0044] In slave mode operation, the selector 212 operates the control selector 216a in the second configuration to receive the externally generated control signal 402 received via the CONTROL terminal of the charging IC 202b . The control selector 216a provides an externally generated control signal 402 to the control input of the PWM driver circuit. The operation of the control selector 216a in the second configuration isolates or otherwise effectively disables the feedback network of the charging IC 202b from the PWM driver circuit. This "isolation" is highlighted in the drawing by illustrating the feedback network elements in the charging IC 202b using wavy gray lines.

[0045] 충전 IC(202b) 내의 선택기(212)는 또한, 외부적으로 생성된 클록 신호(404)를 CLK 단자를 통해 수신하도록 제 2 구성에서 클록 선택기(218c)를 동작시킬 수도 있다. 클록 선택기(218c)는, 외부적으로 생성된 클록 신호(404)를 지연 엘리먼트(218b)에 제공한다. PWM 드라이버 회로에 제공되는 클록 신호는 지연 엘리먼트(218b)로부터 비롯하며, 그에 따라, 충전 IC(202b) 내의 클록 생성 회로(218a)를 분리하거나 또는 달리 효과적으로 디스에이블링한다.[0045] The selector 212 in the charging IC 202b may also operate the clock selector 218c in the second configuration to receive the externally generated clock signal 404 through the CLK terminal. Clock selector 218c provides externally generated clock signal 404 to delay element 218b. The clock signal provided to the PWM driver circuit originates from the delay element 218b, thereby isolating or otherwise effectively disabling the clock generation circuit 218a in the charging IC 202b.

[0046] 스위치(220)는, 충전 IC(202b)의 USBIN 단자에서의 전류 감지를 디스에이블링하도록 (예를 들어, 선택기(212)에 의해) 구성될 수도 있다. 하이-사이드 및 로우-사이드 FET들(214a, 214b)로의 전력은, 접속부 B를 통해 MIDUSBIN 단자에 의해 제공될 수도 있다. 유사하게, 슬레이브-구성된 충전 IC(202b)에서의 충전 전류 감지는 그러한 충전 IC(202b)의 배터리 FET(222)를 디스에이블링함으로써 디스에이블링될 수도 있다.[0046] The switch 220 may be configured (e.g., by the selector 212) to disable current sensing at the USBIN terminal of the charging IC 202b. The power to the high-side and low-side FETs 214a and 214b may be provided by the MIDUSBIN terminal via connection B. Similarly, the charging current sensing in the slave-configured charging IC 202b may be disabled by disabling the battery FET 222 of such charging IC 202b.

[0047] 전술한 설명으로부터 인식될 수 있는 바와 같이, 슬레이브-모드 충전 IC(202b) 내의 PWM 드라이버 회로의 동작은, 각각 마스터-모드 충전 IC(202a)에서 생성되고 외부적으로 생성된 제어 및 클록 신호들(402, 404)로서 슬레이브-모드 충전 IC(202b)에 제공되는 제어 신호 및 클록 신호에 의해 제어된다. 슬레이브-모드 충전 IC(202b)의 관점으로부터, 마스터-모드 충전 IC(202a)에서 생성된 제어 및 클록 신호들은 "외부적으로 생성된" 것으로 간주된다.As can be appreciated from the foregoing description, the operation of the PWM driver circuit in the slave-mode charge IC 202b is controlled by the control and clock generated by the master-mode charge IC 202a and externally generated, Is controlled by a control signal and a clock signal provided to the slave-mode charge IC 202b as signals 402 and 404. From the perspective of the slave-mode charging IC 202b, the control and clock signals generated in the master-mode charging IC 202a are considered "externally generated ".

[0048] 마스터-모드 충전 IC(202a)는, FETDRV 단자를 통해 신호를 어써팅(assert)함으로써 슬레이브-모드 충전 IC(202b)와 동기화할 수도 있다. 예를 들어, 마스터-모드 충전 IC(202a)가 FETDRV 단자를 LO로 유도(pull)하는 경우, 슬레이브-모드 충전 IC(202b)에서의 PWM 드라이버 회로는 디스에이블링된다. 마스터-모드 충전 IC(202a)가 FETDRV 단자를 HI로 유도하는 경우, 슬레이브-모드 충전 IC(202b)에서의 PWM 드라이버 회로는 스위칭을 시작한다. 몇몇 실시예들에서, FETDRV 단자는, 저-부하(light-load) 및 중-부하(heavy-load) 효율성을 밸런싱(balance)하기 위해, 입력 전류가 임계 레벨을 초과하여 상승한 이후 슬레이브-모드 충전 IC(202b)에서 스위칭을 개시하도록 마스터-모드 충전 IC(202a)에 의해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 저 부하에서의 스위칭 손실들이 감소된 도통 손실들보다 더 클 수도 있으며, 이는 슬레이브-모드 충전 IC(202b)를 즉시 인에이블링하지 않음으로써 회피될 수 있다. 인에이블(enablement) 이후, 슬레이브-모드 충전 IC(202b)는 마스터-모드 충전 IC(202a)로부터의 클록 신호를 이용하여 동기(synchrony)로 동작할 것이다. 슬레이브-모드 충전 IC(202b) 내의 PWM 드라이버 회로의 제어는, 마스터-모드 충전 IC(202a)로부터의 제어 신호에 의해 제공될 것이며, 그에 따라, 마스터가 충전 전류 제한, 입력 전류 제한 등을 셋팅하는 것을 허용한다.The master-mode charging IC 202a may be synchronized with the slave-mode charging IC 202b by asserting the signal through the FETDRV terminal. For example, when the master-mode charging IC 202a pulls the FET DRV terminal to the LO, the PWM driver circuit in the slave-mode charging IC 202b is disabled. When the master-mode charging IC 202a drives the FET DRV terminal to HI, the PWM driver circuit in the slave-mode charging IC 202b starts switching. In some embodiments, the FETDRV terminal is configured to charge the slave-mode charge < RTI ID = 0.0 > (IGBT) < / RTI > after the input current has risen above the threshold level to balance light- and heavy- May be used by the master-mode charging IC 202a to initiate switching at the IC 202b. For example, the switching losses at a low load may be larger than the reduced conduction losses, which can be avoided by not immediately enabling the slave-mode charging IC 202b. After enablement, the slave-mode charging IC 202b will operate synchronously using the clock signal from the master-mode charging IC 202a. The control of the PWM driver circuit in the slave-mode charging IC 202b will be provided by a control signal from the master-mode charging IC 202a so that the master sets the charging current limit, .

[0049] 본 개시에 따르면, 지연 엘리먼트(218b)는, 이중-위상 동작에 적절한 선택가능한 위상 시프트를 제공하도록 (예를 들어, 선택기(212)에 의해) 구성될 수도 있다. 예를 들어, 지연 엘리먼트(218b)는, 외부적으로 생성된 클록 신호(404)의 180°위상 시프트를 제공할 수도 있다. 따라서, 슬레이브-모드 충전 IC(202b) 내의 PWM 드라이버 회로의 클록 입력에 제공되는 클록 신호는, 마스터-모드 충전 IC(202a)에서의 클록 신호와 비교하여 위상이 180°다르다. 결과적으로, 마스터-모드 충전 IC(202a)의 충전 사이클은, 슬레이브-모드 충전 IC(202b)의 충전 사이클과 비교하여 위상이 180°다를 것이다. 예를 들어, 하이-사이드 FET(214a)가 마스터 디바이스에서 ON인 경우, 슬레이브-디바이스 내의 하이-사이드 FET는 OFF이고, 그 반대도 또한 마찬가지이다.[0049] According to the present disclosure, delay element 218b may be configured (e.g., by selector 212) to provide a selectable phase shift appropriate for dual-phase operation. For example, delay element 218b may provide a 180 [deg.] Phase shift of externally generated clock signal (s). Thus, the clock signal provided to the clock input of the PWM driver circuit in the slave-mode charge IC 202b is 180 degrees out of phase compared to the clock signal in the master-mode charge IC 202a. As a result, the charge cycle of the master-mode charge IC 202a will be 180 ° out of phase compared to the charge cycle of the slave-mode charge IC 202b. For example, if the high-side FET 214a is ON in the master device, the high-side FET in the slave-device is OFF and vice versa.

[0050] 본 논의는 이제, 본 개시에 따른 충전 IC(202)의 3-상 구성의 설명으로 넘어갈 것이다. 3-상 구성에서, 3개의 충전 IC들(202)이 배터리(22)를 충전하도록 함께 접속되고 동작된다. 충전 IC들(202) 중 하나는 마스터 디바이스로서 그리고 다른 2개는 슬레이브 디바이스들로서 구성될 수도 있다. 도 5a-5c는, 각각 마스터 디바이스, 제 1 슬레이브 디바이스, 및 제 2 슬레이브 디바이스로서 동작하도록 구성되는 예시적인 충전 IC들(202a, 202b, 및 202c)을 도시한다. 충전 IC들(202a, 202b, 202c)은 접속부들 A1, B1, C1, D1, E1, F1, 및 G1, 그리고 접속부들 A2, B2, C2, D2, E2, F2, 및 G2에서 접속된다.[0050] This discussion will now proceed to the discussion of the three-phase configuration of the charger IC 202 in accordance with the present disclosure. In a three-phase configuration, three charging ICs 202 are connected and operated together to charge the battery 22. One of the charging ICs 202 may be configured as a master device and the other two may be configured as slave devices. 5A-5C illustrate exemplary charging ICs 202a, 202b, and 202c configured to operate as a master device, a first slave device, and a second slave device, respectively. Charge ICs 202a, 202b and 202c are connected at connections A1, B1, C1, D1, E1, F1 and G1 and at connections A2, B2, C2, D2, E2, F2 and G2.

[0051] 도 5a에서의 마스터 디바이스는 도 4a와 관련하여 설명된 바와 같이 구성된다. 제 1 및 제 2 슬레이브 디바이스들(도 5b 및 5c)은 도 4b와 관련하여 설명된 바와 같이 구성된다. 3-상 동작에서, 제 1 및 제 2 슬레이브 디바이스들 내의 지연 엘리먼트들(218b)은 각각, 각각의 PWM 드라이버 회로들에 대한 클록 입력으로서, 외부적으로 생성된 클록 신호(404)의 120°및 240°위상 시프트들을 제공하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 도 5b의 제 1 슬레이브 디바이스 내의 선택 표시자(18)는 120°위상 시프트를 표시하기 위한 100K 저항기일 수도 있고, 유사하게, 도 5c의 제 2 슬레이브 디바이스 내의 선택 표시자(18)는 240°위상 시프트를 표시하기 위한 1M 저항기일 수도 있다. 물론, 다른 저항 값들이 사용될 수도 있다는 것이 인식될 것이다. 동작 시, 마스터 디바이스(도 5a)의 충전 사이클은, 제 1 슬레이브 디바이스(도 5b)의 충전 사이클과 비교하여 위상이 120°다를 것이고, 제 2 슬레이브 디바이스(도 5c)의 충전 사이클과 비교하여 위상이 240°다를 것이다.[0051] The master device in FIG. 5A is configured as described in connection with FIG. 4A. The first and second slave devices (Figures 5b and 5c) are configured as described in connection with Figure 4b. In a three-phase operation, the delay elements 218b in the first and second slave devices each have a clock input for each of the PWM driver circuits, RTI ID = 0.0 > 240 < / RTI > For example, the select indicator 18 in the first slave device of Fig. 5B may be a 100K resistor for indicating a 120 [deg.] Phase shift, and likewise, the select indicator 18 in the second slave device of Fig. May be a 1M resistor to indicate a 240 [deg.] Phase shift. Of course, it will be appreciated that other resistor values may be used. In operation, the charging cycle of the master device (FIG. 5A) will be 120 DEG out of phase compared to the charging cycle of the first slave device (FIG. 5B) Will differ by 240 °.

[0052] 더 일반적으로, 도면들에 도시된 예들에 따라 N개의 충전 IC들(하나의 마스터 디바이스 및 (N-1)개의 슬레이브 디바이스들)을 사용하고 그들을 접속시킴으로써 N-위상 동작이 제공될 수도 있다는 것이 인식될 것이다. (N-1)개의 슬레이브 디바이스들 각각은, 외부적으로 생성된 제어 신호(402) 및 외부적으로 생성된 클록 신호(404)를 마스터 디바이스로부터 수신한다. 몇몇 실시예들에서, m번째 슬레이브 디바이스는, 자신의 PWM 드라이버 회로에 대한 클록 입력으로서, 외부적으로 생성된 클록 신호(404)의 (예를 들어, 지연 엘리먼트(218b)를 사용하여) m×(360÷N)°위상 시프트를 제공하도록 (예를 들어, 적절한 선택 표시자(18)를 사용하여) 구성될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 양(quantity) (m÷N)은 360의 중적분(integral multiple)이다.[0052] More generally, N-phase operation may be provided by using N charge ICs (one master device and (N-1) slave devices) and connecting them in accordance with the examples shown in the Figures It will be appreciated. Each of the (N-1) slave devices receives the externally generated control signal 402 and the externally generated clock signal 404 from the master device. In some embodiments, the m-th slave device may be configured as a clock input to its PWM driver circuit, using an externally generated clock signal 404 (e.g., using delay element 218b) (E.g., using the appropriate select indicator 18) to provide a (360 ÷ N) ° phase shift. In some embodiments, the quantity (m ÷ N) is an integral multiple of 360.

[0053] 본 논의는 이제 본 개시에 따른 충전 IC들의 다른 실시예로 넘어갈 것이다. 몇몇 실시예들에서, 충전 IC는 마스터-한정 디바이스로서 구현될 수도 있다. 다시 말해서, 충전 IC는 항상 마스터 모드에서 동작하고, 슬레이브 디바이스로서 동작하도록 구성가능하지 않다. 예를 들어, 도 6은, 다른 컴포넌트들 중에서도, 비교기(616)에 공급되는 수 개의 센서 컴포넌트들(예를 들어, 입력 전류 감지, 충전 전류 감지 등)을 포함하는 피드백 네트워크를 포함하는 충전 IC(602)를 도시한다. 비교기 출력은, PWM 드라이버 회로의 제어 입력에 공급되는 (그리고 CONTROL 단자에서의 출력인 외부적으로 생성된 제어 신호(622)로서 기능하는) 내부적으로 생성된 제어 신호를 생성한다. 충전 IC(602)는 추가로, PWM 드라이버 회로의 클록에 공급되고 (그리고 CLK 단자에서의 출력인 외부적으로 생성된 클록 신호(624)로서 기능하는) 내부적으로 생성된 클록 신호를 생성하는 클록 신호를 생성하는 클록(618)을 포함한다. 충전 IC의 이러한 특정한 실시예는, 항상 자신의 내부적으로 생성된 제어 및 클록 신호들을 사용하고, 각각 외부적으로 생성된 제어 및 클록 신호들로서 그 신호들을 항상 출력한다. 그러므로, 충전 IC(602)는, 더 소형이고 더 저렴한 비용의 디바이스를 실현하기 위해, 선택기(212), 선택기들(216a, 218b, 및 220), 및 지연 엘리먼트(218b)를 생략할 수 있다.[0053] The present discussion will now proceed to alternative embodiments of the charging ICs in accordance with the present disclosure. In some embodiments, the charge IC may be implemented as a master-limited device. In other words, the charging IC always operates in the master mode and is not configurable to operate as a slave device. For example, Figure 6 shows a charge IC (not shown) including a feedback network that includes, among other components, several sensor components (e.g., input current sense, charge current sense, etc.) supplied to a comparator 616 602, respectively. The comparator output produces an internally generated control signal that is fed to the control input of the PWM driver circuit (and functions as an externally generated control signal 622, which is the output at the CONTROL terminal). The charge IC 602 is further coupled to a clock signal (not shown) that generates an internally generated clock signal that is supplied to the clock of the PWM driver circuit (and which functions as an externally generated clock signal 624, Lt; RTI ID = 0.0 > 618 < / RTI > This particular embodiment of the charging IC always uses its internally generated control and clock signals and always outputs the signals as externally generated control and clock signals. Therefore, the charging IC 602 may omit the selector 212, the selectors 216a, 218b, and 220, and the delay element 218b to realize a smaller and cheaper cost device.

[0054] 몇몇 실시예들에서, 충전 IC는 슬레이브-한정 디바이스로서 구현될 수도 있다. 예를 들어, 도 7은, (예를 들어, CONTROL 단자로부터) 오직 외부적으로 생성된 제어 신호(722)만을 수신하는 제어 입력을 갖는 PWM 드라이브 회로를 포함하는 충전 IC(702)를 도시한다. PWM 드라이버 회로는 또한, (예를 들어, CLK 단자로부터) 오직 외부적으로 생성된 클록 신호(724)만을 수신하는 클록 입력을 갖는다. 선택기(712)는, 선택 표시자(18)에 따라 외부적으로 생성된 클록 신호(724)의 위상 시프팅을 제공하게 지연 엘리먼트(718)를 구성하도록 기능한다. 예를 들어, 지연 엘리먼트(718)는, 선택기(712)에 무엇이 접속되는지에 의존하여, 외부적으로 생성된 클록 신호의 m×(360÷(M+1))°위상 시프트를 제공하도록 구성될 수도 있으며, 여기서, m은, 총 M개의 슬레이브 디바이스들 중에서 m번째 슬레이브 디바이스인 것으로 충전 IC(702)를 식별한다.[0054] In some embodiments, the charging IC may be implemented as a slave-defining device. For example, FIG. 7 illustrates a charging IC 702 that includes a PWM drive circuit having a control input that receives only externally generated control signals 722 (e.g., from a CONTROL terminal). The PWM driver circuit also has a clock input that receives only the externally generated clock signal 724 (e.g., from the CLK terminal). The selector 712 functions to configure the delay element 718 to provide phase shifting of the externally generated clock signal 724 in accordance with the select indicator 18. [ For example, the delay element 718 may be configured to provide an m x (360 ÷ (M + 1)) ° phase shift of the externally generated clock signal, depending on what is connected to the selector 712 Where m identifies the charging IC 702 as being the mth slave device among the total M slave devices.

[0055] 충전 IC(702)는, 제어 및 클록 신호들을 내부적으로 생성하는 것이 아니라 충전 IC 외부의 소스로부터 그들을 획득한다는 의미에서 "슬레이브-한정"이다. 제어 신호 및 클록 신호가 항상 외부적으로 생성되므로, 슬레이브-한정 충전 IC(702)는 클록 및 피드백 네트워크를 포함하는 회로를 생략할 수 있다. 유사하게, 슬레이브-한정 충전 IC(702)는, 디바이스가 입력 전류를 감지할 필요가 없으므로, 입력 FET 및 배터리 FET를 생략할 수 있다. 이것은, 특히, 입력 및 배터리 FET들이 다이 상에서 상당한 영역들을 점유할 수 있는 전력 FET들이므로, 더 소형의 디바이스 및/또는 더 저렴한 비용의 디바이스의 관점들에서 유리할 수 있다.[0055] The charging IC 702 is "slave-limited" in the sense that it does not internally generate control and clock signals but rather acquires them from sources external to the charging IC. Since the control signal and the clock signal are always generated externally, the slave-limited charge IC 702 may omit the circuit including the clock and feedback network. Similarly, the slave-limited charge IC 702 may omit the input FET and the battery FET, since the device does not need to sense the input current. This may be advantageous in terms of smaller devices and / or lower cost devices, especially since the input and battery FETs are power FETs that can occupy significant areas on the die.

[0056] 몇몇 실시예들에서, 슬레이브-한정 충전 IC(702)는 성능을 향상시키기 위한 부가적인 회로를 포함할 수도 있다. 예시되진 않았지만, 예를 들어, 슬레이브-한정 충전 IC는 피크 전류 제한을 위한 인덕터 전류 감지 회로를 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 슬레이브-한정 충전 IC는 부가적으로, 접합 온도(junction temperature)가 최대 동작 한계를 초과하지 않음을 보장하기 위해 열 루프(thermal loop)를 포함할 수도 있다.[0056] In some embodiments, the slave-limited charge IC 702 may include additional circuitry to improve performance. Although not illustrated, for example, a slave-limited charge IC may include an inductor current sense circuit for limiting the peak current. As another example, the slave-limited charge IC may additionally include a thermal loop to ensure that the junction temperature does not exceed the maximum operating limit.

[0057] 본 논의는 이제, 이중-입력 2-상 마스터-슬레이브 구성의 설명으로 넘어갈 것이다. 도 8a, 8b, 및 8c를 참조하면, 본 개시에 따른 충전 IC는 FETCRTL 단자를 더 포함할 수도 있다. 도 8a는 이중-입력 마스터로서 구성된 충전 IC(802a)를 도시한다. 특정한 실시예에서, 예를 들어, 이중-입력 마스터 구성은, 100KΩ 저항기를 포함하는 선택 표시자(18)로 표시될 수도 있다. 도 8b는, 슬레이브 모드에서 동작하는 이중-입력 슬레이브로서 구성된 충전 IC(802b)를 도시한다. 도 8c는 마스터 모드에서 동작하는 충전 IC(802b)를 도시한다. 특정한 실시예에서, 이중-입력 슬레이브 구성은, 200KΩ 저항기를 포함하는 선택 표시자(18)를 사용하여 표시될 수도 있다. 구성은, 2개의 전압 입력들이 존재한다는 의미에서 "이중-입력"이다. 예를 들어, 도 8a-8c에 예시된 바와 같이, 제 1 전압 입력(예를 들어, USBIN)은 이중-입력 마스터(802a)에 접속될 수도 있고, 제 2 전압 입력(예를 들어, DCIN)은 DCIN FET(812)를 통해 이중-입력 슬레이브(802b)에 접속될 수도 있다.[0057] This discussion will now proceed to the description of a dual-input two-phase master-slave configuration. 8A, 8B, and 8C, the charging IC according to the present disclosure may further include a FETCRTL terminal. 8A shows a charging IC 802a configured as a dual-input master. In a particular embodiment, for example, the dual-input master configuration may be represented by a select indicator 18 comprising a 100 K resistor. 8B shows a charging IC 802b configured as a dual-input slave operating in slave mode. 8C shows a charging IC 802b operating in the master mode. In a particular embodiment, the dual-input slave configuration may be indicated using a select indicator 18 that includes a 200K resistor. The configuration is "dual-input" in the sense that there are two voltage inputs. For example, as illustrated in FIGS. 8A-8C, a first voltage input (e.g., USBIN) may be connected to a dual-input master 802a and a second voltage input (e.g., DCIN) May be connected to the dual-input slave 802b via the DCIN FET 812. [

[0058] 동작 시, 이중-입력 마스터(802a)의 USBIN 단자 상에 전압이 존재하는 경우, 이중-입력 구성된 충전 IC들(802a 및 802b)은 위에 설명된 바와 같이 마스터/슬레이브 모드에서 동작한다. 예를 들어, 이중-입력 마스터(802a)는, 마스터에 의해 사용되고 CONTROL 단자를 통해 슬레이브(도 8b)에 제공되는 피드백 제어 신호(802)를 생성한다. 유사하게, 이중-입력 마스터(802a)는, 마스터에 의해 사용되고 CLK 단자를 통해 슬레이브에 제공되는 클록 신호(804)를 생성한다. 도 8b에 도시된 이중-입력 슬레이브(802b)는, 자신의 PWM 드라이버 회로를 제어하기 위해, 외부적으로 제공된 제어 신호(802) 및 클록 신호(804)를 사용한다. 게다가, 이중-입력 마스터(802a)는, 이중-입력 슬레이브(802b)에 접속되는 DCIN FET(812)를 턴 오프(turn off)시키도록 (예를 들어, 하이-z(high-z)가 되게) FETCTRL을 어써팅한다. 이것은, (존재한다면) DCIN 전압 소스를 이중-입력 슬레이브(802b)의 USBIN(DCIN) 단자로부터 전기적으로 격리(isolate)시키도록 기능한다. 이중-입력 마스터(802a)는, 이중-입력 슬레이브(802b)가 슬레이브 모드에서 동작하게 시그널링하기 위해 FETDRV를 어써팅한다(예를 들어, 하이로 유도함).[0058] In operation, when a voltage is present on the USBIN terminal of the dual-input master 802a, the dual-input configured charge ICs 802a and 802b operate in the master / slave mode as described above. For example, the dual-input master 802a generates a feedback control signal 802 that is used by the master and provided to the slave (Fig. 8B) via the CONTROL terminal. Similarly, the dual-input master 802a generates a clock signal 804 that is used by the master and provided to the slave via the CLK terminal. The dual-input slave 802b shown in Figure 8b uses the externally provided control signal 802 and the clock signal 804 to control its PWM driver circuit. In addition, the dual-input master 802a is configured to turn off the DCIN FET 812 connected to the dual-input slave 802b (e. G., High-z ) Asserts FETCTRL. This functions to electrically isolate the DCIN voltage source (if present) from the USBIN (DCIN) terminal of the dual-input slave 802b. The dual-input master 802a asserts (e. G., Drives high) the FET DRV to signal the dual-input slave 802b to operate in slave mode.

[0059] 이중-입력 마스터(802a)의 USBIN 단자 상에 어떠한 전압도 존재하지 않는 경우, 마스터는 배터리 충전을 수행하지 않는다. 이중-입력 마스터(802a)는, DCIN 전압 소스로부터의 전류 흐름을 허용하기 위해, DCIN FET(812)를 턴 온(turn on)시키도록 (예를 들어, 로우가 되게) FETCTRL을 어써팅할 것이다. 이중-입력 슬레이브(802b)는, 자신의 USBIN 단자를 통해 제공되는 DCIN 입력을 사용하여 배터리 충전을 수행하기 위해 마스터 모드에서 동작한다. 이중-입력 슬레이브(802b)의 이러한 마스터 동작 모드는 도 8c에 예시된다. 명백히, 이중-입력 마스터(802a)가 배터리 충전을 수행하고 있지 않으므로, 이중-입력 슬레이브(802b)는 자신의 CONTROL 및 CLK 단자들을 통해 외부적인 제어 신호 또는 클록 신호를 수신하지 않는다. 대신, 이중-입력 슬레이브(802b)는, 마스터 모드에서, 자신 고유의 제어 및 클록 신호들을 생성하고, DCIN으로부터 배터리 충전을 수행한다.[0059] If there is no voltage on the USBIN terminal of the dual-input master 802a, the master does not perform battery charging. The dual-input master 802a will assert the FET CTRL to turn the DCIN FET 812 on (e.g., low) to allow current flow from the DCIN voltage source . The dual-input slave 802b operates in master mode to perform battery charging using the DCIN input provided through its USBIN terminal. This master mode of operation of the dual-input slave 802b is illustrated in Figure 8c. Obviously, since the dual-input master 802a is not performing battery charging, the dual-input slave 802b does not receive an external control signal or a clock signal through its CONTROL and CLK terminals. Instead, the dual-input slave 802b, in master mode, generates its own control and clock signals and performs battery charging from DCIN.

[0060] 본 논의는 이제, 2개의 전압 소스 입력들에 대해 구성된 본 개시의 충전 IC를 마스터 디바이스로서 사용하는 다중-위상 마스터-슬레이브 구성의 설명으로 넘어갈 것이다. 도 9는, 슬레이브 모드 동작에 대해 구성된 충전 IC(904)를 이용하여 구성되는 이중-입력 충전 IC(902)를 예시한다. 디바이스(902)의 부분 및 디바이스(904)가 도 4a 및 4b에 예시된 바와 같이 구성된다는 것을 표시하기 위해 경계 박스(bounding box)(900)가 사용된다. 몇몇 실시예들에서, 디바이스(902)는 항상 마스터 모드에서 동작하도록 구성될 수도 있다. 디바이스(904)는, 슬레이브가 OTG(on-the-go) 모드에서 동작할 수도 있다는 것을 표시하기 위해 1kΩ 저항기를 포함하는 선택 표시자로 구성될 수도 있다.[0060] The present discussion will now proceed to the description of a multi-phase master-slave configuration using the present charging IC configured as a master device for two voltage source inputs. 9 illustrates a dual-input charging IC 902 configured using a charging IC 904 configured for slave mode operation. A bounding box 900 is used to indicate that portions of device 902 and device 904 are configured as illustrated in Figures 4A and 4B. In some embodiments, the device 902 may be configured to always operate in the master mode. The device 904 may be configured as a select indicator that includes a 1kΩ resistor to indicate that the slave may operate in on-the-go (OTG) mode.

[0061] 동작 시, USBIN으로부터 충전 중인 경우, 디바이스들(902, 904)은, 전술한 실시예들에서 설명된 바와 같이 배터리(22)의 다중-위상 충전을 제공하도록 마스터/슬레이브 모드에서 동작할 수도 있다. 그러나, 디바이스(902)가 DCIN으로부터 충전 중인 경우, 디바이스(904)는 OTG 모드에서 동작하도록 시그널링될 수도 있다. 예를 들어, 디바이스(904)는, I²C(Inter-Integrated Circuit) 통신 프로토콜을 통해 커맨드를 수신하기 위한 인터페이스 회로(도시되지 않음)를 포함할 수도 있다. 물론, 임의의 다른 적절한 시그널링이 사용될 수도 있다는 것이 인식될 것이다.[0061] In operation, when charging from USBIN, the devices 902, 904 operate in a master / slave mode to provide multi-phase charging of the battery 22 as described in the above embodiments It is possible. However, if device 902 is being charged from DCIN, device 904 may be signaled to operate in OTG mode. For example, the device 904 may include an interface circuit (not shown) for receiving commands via an I ² C (Inter-Integrated Circuit) communication protocol. Of course, it will be appreciated that any other suitable signaling may be used.

[0062] OTG 모드에서, 디바이스(904)는 배터리(22)로부터 USBIN 단자로 직접 전력을 제공한다. 도 9는 이러한 "OTG" 동작 모드에서의 2개의 상이한 전류 흐름들(912, 914)을 예시한다. 흐름(912)은 배터리(22)를 충전하기 위한 이중-입력 충전 IC(902)로부터의 충전 전류를 표현한다. 흐름(914)은 배터리(22)로부터 디바이스(902)의 USBIN 단자로의 전류를 표현한다. 디바이스(902)로부터의 제어 및 클록 신호들이 그 자신의 각각의 CONTROL 및 CLK 단자들을 통해 제공될 수도 있지만, OTG 모드에서, 신호들은 디바이스(904)에 의해 사용되지 않음을 유의한다.[0062] In the OTG mode, the device 904 provides power directly from the battery 22 to the USBIN terminal. Figure 9 illustrates two different current flows 912,914 in this "OTG " mode of operation. The flow 912 represents the charge current from the dual-input charge IC 902 for charging the battery 22. The flow 914 represents the current from the battery 22 to the USBIN terminal of the device 902. Note that, in the OTG mode, the signals are not used by the device 904, although the control and clock signals from the device 902 may be provided through their respective CONTROL and CLK terminals.

[0063] 도 10은 본 개시에 따른 배터리 충전 디바이스들(1002a, 1002b)의 다른 구성을 도시한다. 배터리 충전 디바이스들(1002a, 1002b)은 벅 변환기들로서 구성될 수도 있다. 각각의 배터리 충전 디바이스의 인덕터 L 및 출력 커패시터 C는 외부 컴포넌트들로서 도시되지만, 몇몇 실시예들에서, 그들은 내부에 있을 수 있다. 각각의 배터리 충전 디바이스(예를 들어, 1002a)는 자신의 배터리 충전 동작을 제어하기 위한 제어 회로(1012)를 포함할 수도 있다. 제어 회로(1012)의 부가적인 세부사항들이 아래에 제공될 것이다. 단지 예로서, 배터리 충전 디바이스(예를 들어, 1002a)는, Qualcomm, Inc에 의해 제조 및 판매되는 SMB1357 스위치-모드 배터리 충전 IC 컴포넌트일 수도 있다. 다른 예로서, 배터리 충전 디바이스는, 또한 Qualcomm, Inc에 의해 제조 및 판매되는 PMi8994 전력 관리 IC 컴포넌트에서의 배터리 충전 회로를 사용할 수도 있다.[0063] FIG. 10 shows another configuration of battery charging devices 1002a and 1002b according to the present disclosure. The battery charging devices 1002a and 1002b may be configured as buck converters. While the inductor L and output capacitor C of each battery charging device are shown as external components, in some embodiments they may be internal. Each battery charging device (e.g., 1002a) may include a control circuit 1012 for controlling its battery charging operation. Additional details of the control circuit 1012 will be provided below. By way of example only, the battery charging device (e.g., 1002a) may be an SMB1357 switch-mode battery charging IC component manufactured and sold by Qualcomm, As another example, the battery charging device may also use a battery charging circuit in a PMi8994 power management IC component manufactured and sold by Qualcomm,

[0064] 본 개시에 따르면, 배터리 충전 디바이스(예를 들어, 1002a)는, STAT(상태) 출력 또는 다른 등가의 표시자를 포함할 수도 있다. STAT 출력은, 배터리 충전 디바이스가 충전 중인지(예를 들어, 로직 HI) 또는 충전 중이 아닌지(예를 들어, 로직 LO) 여부를 표시하는 신호를 출력할 수도 있다. 예를 들어, 배터리 충전 디바이스가 장애(fault) 조건(예를 들어, 과열(over-temperature) 이벤트, 충전 타이머 타임 아웃(timing out) 등)을 검출하는 경우, 디바이스는 배터리 충전을 중단하고 그에 따라 STAT 출력을 어써팅할 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, STAT 출력은 단순히 배터리 충전 디바이스가 충전 중인지 또는 충전 중이 아닌지 여부보다 더 많은 정보를 (디지털로 또는 아날로그로) 제공할 수도 있는데, 예를 들어, STAT 출력은 장애 이벤트를 표시하는 정보를 제공할 수도 있다.[0064] According to the present disclosure, a battery charging device (eg, 1002a) may include a STAT (status) output or other equivalent indicator. The STAT output may also output a signal indicating whether the battery charging device is charging (e.g., logic HI) or not charging (e.g., logic LO). For example, if the battery charging device detects a fault condition (e.g., an over-temperature event, a charging timer timeout, etc.), the device will stop charging the battery and, The STAT output can also be asserted. In some embodiments, the STAT output may simply provide more information (either digitally or analog) than whether the battery charging device is charging or not charging, for example, the STAT output may indicate a failure event Information may be provided.

[0065] 배터리 충전 디바이스는, EN 입력, 또는 배터리 충전 디바이스의 동작을 인에이블링 또는 디스에이블링하는 다른 등가의 인에이블 제어 입력을 포함할 수도 있다. 예를 들어, EN 입력 상에 어써팅된 로직 HI는 배터리 충전 디바이스의 동작을 인에이블링할 수도 있지만, 로직 LO는 배터리 충전 디바이스의 동작을 디스에이블링하도록 기능할 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 배터리 충전 동작은 EN 입력을 어써팅함으로써 개시될 수도 있다. 그 후에, 배터리 충전 동작을 이르게(prematurely) 종결시키거나 또는 중지를 강제하기 위해, EN 입력을 디-어써팅(de-assert)하는 것이 사용될 수 있다.[0065] The battery charging device may include an EN input, or other equivalent enable control input that enables or disables the operation of the battery charging device. For example, the logic HI asserted on the EN input may enable operation of the battery charging device, but the logic LO may serve to disable operation of the battery charging device. In some embodiments, the battery charging operation may be initiated by asserting the EN input. Thereafter, de-asserting the EN input may be used to prematurely terminate or force a pause of the battery charging operation.

[0066] 도 10은 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 배터리 충전 디바이스들(1002a, 1002b)의 구성을 예시한다. 배터리 충전 디바이스들(1002a, 1002b)의 충전 출력들 CHGOUT은 접속부(24)(예를 들어, 배터리 단자)를 통해 배터리(22)에 접속가능할 수도 있다. 배터리 충전 디바이스(1002a)의 STAT 출력은 배터리 충전 디바이스(1002b)의 EN 입력에 접속될 수도 있다.[0066] FIG. 10 illustrates a configuration of battery charging devices 1002a, 1002b in accordance with some embodiments of the present disclosure. The charging outputs CHGOUT of the battery charging devices 1002a and 1002b may be connectable to the battery 22 via the connection 24 (e.g., battery terminal). The STAT output of the battery charging device 1002a may be connected to the EN input of the battery charging device 1002b.

[0067] 몇몇 실시예들에서, 2개 초과의 배터리 충전 디바이스들이 본 개시에 따라 구성될 수 있다. 도 10a는, 예를 들어, 3개의 배터리 충전 디바이스들(1002a, 1002b, 1002c)을 포함하는 구성을 예시한다. 각각의 배터리 충전 디바이스(1002a-1002c)의 CHGOUT은 (예를 들어, 접속부(24)를 통해) 배터리(22)에 접속될 수도 있다. 배터리 충전 디바이스(1002a)의 STAT 출력은 배터리 충전 디바이스들(1002b 및 1002c)의 EN 입력에 접속될 수도 있다. 도 10 및 10a에서, 마스터 디바이스는, 자신의 STAT 출력을 사용하여, 예컨대 마스터 디바이스가 장애 이벤트를 검출하는 것에 응답하여 슬레이브 디바이스들을 디스에이블링할 수 있다는 이유로 인해, 배터리 충전 디바이스(1002a)는 마스터 또는 원리(principle) 디바이스로 지칭될 수도 있고, 도 10a에서의 배터리 충전 디바이스(1002b) 및 배터리 충전 디바이스(1002c)는 슬레이브 또는 2차 디바이스들로서 지칭될 수도 있다.[0067] In some embodiments, more than two battery charging devices may be configured in accordance with the present disclosure. 10A illustrates a configuration including, for example, three battery charging devices 1002a, 1002b, and 1002c. The CHGOUT of each battery charging device 1002a-1002c may be connected to battery 22 (e.g., via connection 24). The STAT output of the battery charging device 1002a may be connected to the EN input of the battery charging devices 1002b and 1002c. 10 and 10A, the master device can use its STAT output, for example, to disable the slave devices in response to the master device detecting a failure event, so that the battery charging device 1002a is a master Or principle devices, and the battery charging device 1002b and the battery charging device 1002c in FIG. 10A may be referred to as slave or secondary devices.

[0068] 몇몇 실시예들에서, 배터리 충전 디바이스들(1002a-1002c) 각각을 구현하기 위해 동일한 파트(part)(예를 들어, SMB1357)가 사용될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 배터리 충전 디바이스들(1002a-1002c)은 상이한 파트들, 예를 들어, 동일한 제조자로부터의 상이한 파트들, 상이한 제조자들로부터의 파트들 등을 사용하여 구현될 수도 있다. 도면은 배터리 충전 디바이스들(1002a-1002c)이 벅 변환기들인 것으로 도시하지만, 배터리 충전 디바이스들은, 임의의 적절한 스위치 모드 전압 조정 설계를 사용할 수 있고, 일반적으로, 임의의 적절한 전압 조정 회로를 이용하여 구성될 수도 있다는 것이 인식될 것이다.[0068] In some embodiments, the same part (eg, SMB 1357) may be used to implement each of the battery charging devices 1002a-1002c. In other embodiments, the battery charging devices 1002a-1002c may be implemented using different parts, e.g., different parts from the same manufacturer, parts from different manufacturers, and the like. Although the figure shows that the battery charging devices 1002a-1002c are buck converters, the battery charging devices can use any suitable switch mode voltage regulation scheme and are generally configured using any suitable voltage regulation circuit &Lt; / RTI >

[0069] 도 11은 본 개시의 몇몇 실시예들에 따른 충전 회로(1102)의 부가적인 세부사항을 도시한다. 몇몇 실시예들에서, 충전 회로(1102)는, 인덕터 L 및 커패시터 C와 함께 동작하는 벅 제어 회로(1112)를 포함하는 벅 변환기를 포함할 수도 있다. 인덕터 L 및 커패시터 C 컴포넌트들은 충전 회로(1102)에서 온-칩(on-chip)으로 제공될 수도 있다. 그러나, 이들 컴포넌트들은 통상적으로, 더 양호한 수행 디바이스들을 제공하고(예를 들어, 반도체 인덕터들은 통상적으로 자기 코어 인덕터들처럼 잘 수행하지 않음) 설계에서의 유연성을 허용하는 등을 위해, 컴포넌트들의 물리적 사이즈들과 같은 실질적인 이유들로 인해 충전 디바이스(1102)의 외부에 있다. 또한, 다른 실시예들에서, 충전 회로(1102)는 벅 변환기 설계 외의 전압 조정기를 이용할 수도 있다는 것이 인식될 것이다.[0069] FIG. 11 illustrates additional details of the charging circuit 1102 in accordance with some embodiments of the present disclosure. In some embodiments, the charging circuit 1102 may include a buck converter including a buck control circuit 1112 that operates in conjunction with inductor L and capacitor C. [ The inductor L and capacitor C components may be provided on-chip at the charging circuit 1102. [ However, these components typically provide better performing devices (e.g., semiconductor inductors typically do not perform as well as magnetic core inductors), allow flexibility in design, etc., Lt; RTI ID = 0.0 > 1102 < / RTI > It will also be appreciated that in other embodiments, the charging circuit 1102 may utilize a voltage regulator other than a buck converter design.

[0070] 제어기(1114)는 다양한 제어 기능들을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 제어기(1114)는, 온도 센서, 타이머들, 전류 센서들 등과 같은 다른 회로(도시되지 않음)로부터 입력을 수신할 수도 있다. 제어기(1114)는, 배터리 충전을 중단하거나 또는 달리 디스에이블링하는 것을 요구할 수도 있는 장애 이벤트를 검출하기 위해 그 입력을 사용할 수도 있다. 제어기(1114)는, 예를 들어, 충전 회로(1102)를 포함하는 전자 디바이스(예를 들어, 도 1의 (50))가 장애 이벤트의 사용자에 시그널링할 수도 있도록, STAT 출력 상에 신호를 어써팅할 수도 있다(예를 들어, 로직 HI). 단지 예시적인 예들로서, 장애 이벤트들은, 과도한 주위 온도, 충전 타이머 타임 아웃, 과도한 전류 흐름, 충전 동작 동안의 배터리 분리 등을 포함할 수도 있다.[0070] The controller 1114 may provide various control functions. For example, controller 1114 may receive input from other circuitry (not shown), such as temperature sensors, timers, current sensors, and the like. The controller 1114 may use its input to detect a fault event that may require disabling or otherwise disabling battery charging. The controller 1114 may provide a signal on the STAT output so that an electronic device (e. G., 50 of FIG. 1) including the charging circuit 1102 may signal the user of the fault event. (For example, logic HI). As merely illustrative examples, failure events may include excessive ambient temperature, charge timer timeout, excessive current flow, battery isolation during charging operations, and the like.

[0071] 제어기(1114)는, 배터리 전압 임계 값(1114a)을 저장하기 위한 데이터 저장부(도시되지 않음)를 포함할 수도 있거나, 그렇지 않으면 그러한 데이터 저장부에 액세스할 수도 있다. 데이터 저장부는 데이터 레지스터 또는 다른 적절한 데이터 저장 엘리먼트일 수도 있다. 제어기(1114)는, 배터리 임계 전압 값(1114a)을 프로그래밍하거나 또는 달리 셋팅하기 위한 프로그래밍 입력(PGM)을 포함할 수도 있다.[0071] Controller 1114 may include or otherwise access a data store (not shown) for storing battery voltage threshold 1114a. The data store may be a data register or other suitable data storage element. The controller 1114 may include a programming input (PGM) for programming or otherwise setting the battery threshold voltage value 1114a.

[0072] 충전 회로(1102)는, 벅 변환기의 출력 V_OUT과 회로의 충전 출력 CHGOUT 사이에 접속되는 배터리 FET(1116)를 포함할 수도 있으며, 여기서, 충전 출력은 충전될 배터리에 접속될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 배터리 FET(1116)는 n-채널 디바이스일 수도 있고, 다른 실시예들에서 p-채널 디바이스일 수도 있다. 도 11의 예시적인 실시예는, 예를 들어, NMOS 타입 배터리 FET(1116)를 도시한다. 배터리 FET(1116)의 드레인 단자는 벅 변환기의 출력에 접속되고, 소스 단자는 충전될 배터리에 접속가능하다. 제어기(1114)는, 배터리 FET(1116)를 제어하기 위해 사용될 수 있는 제어 출력을 포함할 수도 있다(예를 들어, 제어기의 제어 출력을 배터리 FET 게이트 단자에 접속시킴으로써 제어함). 아래에 설명될 바와 같이, 배터리 FET(1116)는 배터리 충전 동작의 제어를 허용한다.[0072] The charging circuit 1102 may include a battery FET 1116 connected between the output V _OUT of the buck converter and the charging output CHGOUT of the circuit, where the charging output may be connected to the battery to be charged . In some embodiments, the battery FET 1116 may be an n-channel device, or in other embodiments, a p-channel device. The exemplary embodiment of FIG. 11 illustrates, for example, an NMOS-type battery FET 1116. The drain terminal of the battery FET 1116 is connected to the output of the buck converter, and the source terminal is connectable to the battery to be charged. The controller 1114 may include a control output that may be used to control the battery FET 1116 (e.g., by controlling the control output of the controller by connecting it to the battery FET gate terminal). As will be described below, the battery FET 1116 allows control of the battery charging operation.

[0073] 충전 회로(1102)는, 충전될 배터리의 배터리 전압 레벨을 감지하거나 또는 달리 검출하기 위한 전압 감지 회로(1118)(전압 센서)를 포함할 수도 있다. 잠시 도 11a를 참조하면, 몇몇 실시예들에서, 배터리 전압 감지 회로(1118)는, 저항 분할기 네트워크(resistor divider network) R1/R2에 의해 픽업된(picked up) 배터리 전압을 기준 전압(1124)과 비교하기 위한 비교기(1122)를 포함할 수도 있다. 비교기 출력은, 검출된 배터리 전압 레벨에 기초하여 배터리 충전 동작을 제어하기 위해, 제어기(1114)에 제공될 수도 있다. 전압 기준(1124)은 프로그래밍가능할 수도 있고, 몇몇 실시예들에서는, 저장된 배터리 임계 전압 값(1114a)에 따라 제어기(1114)에 의해 셋팅될 수도 있다.[0073] The charging circuit 1102 may include a voltage sensing circuit 1118 (voltage sensor) for sensing or otherwise detecting the battery voltage level of the battery to be charged. 11A, in some embodiments, the battery voltage sensing circuit 1118 is configured to sense a battery voltage picked up by a resistor divider network R1 / R2 as a reference voltage 1124 And a comparator 1122 for comparison. The comparator output may be provided to the controller 1114 to control the battery charging operation based on the detected battery voltage level. Voltage reference 1124 may be programmable and, in some embodiments, may be set by controller 1114 in accordance with stored battery threshold voltage value 1114a.

[0074] 몇몇 실시예들에서, 배터리 충전 동작은, 정전류(constant current) 충전 상태(정전류 모드), 그에 후속하는 정전압(constant voltage) 충전 상태(정전압 모드)를 포함할 수도 있다. 제어기(1114)는, 제 1 충전 상태, 즉 정전류 모드로 배터리 충전 동작을 시작할 수도 있다. (예를 들어, 전압 감지 회로(1118)에 의해 검출된 바와 같은) 배터리 전압이 배터리 전압 임계 값을 초과하는 경우, 제어기(1114)는 그에 후속하여, 배터리 충전 동작을 제 2 충전 상태, 즉 정전압 모드로 스위칭할 수도 있다.[0074] In some embodiments, the battery charging operation may include a constant current charging state (constant current mode) followed by a constant voltage charging state (constant voltage mode). The controller 1114 may start the battery charging operation in the first charging state, i.e., the constant current mode. If the battery voltage exceeds a battery voltage threshold (e.g., as detected by voltage sense circuit 1118), then controller 1114 sets the battery charge operation to a second charge state, Mode.

[0075] 다른 실시예들에서, 배터리 충전 동작은 오직 단일 충전 상태, 이를테면 정전류 충전만을 포함할 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 배터리 충전 동작은 다수의 충전 상태들을 포함할 수도 있다.[0075] In other embodiments, the battery charging operation may include only a single charging state, such as constant current charging. In yet other embodiments, the battery charging operation may include a plurality of charging states.

[0076] 몇몇 실시예들에서, 제어기(1114)는, 정전류 모드 충전 동안 정전류 출력를 유지하도록 벅 변환기를 제어함으로써, 배터리 충전 동작을 조직(orchestrate)할 수도 있다. 제어기(1114)는, 정전압 충전으로 스위칭할 때를 결정하기 위해 배터리 조건(예를 들어, 배터리 전압)을 모니터링할 수 있으며, 그 때에, 제어기는, 정전압 모드 충전을 위한 정전압 출력을 유지하도록 벅 변환기를 제어할 수 있다.[0076] In some embodiments, the controller 1114 may orchestrate battery charging operations by controlling the buck converter to maintain a constant current output during constant current mode charging. Controller 1114 may monitor the battery condition (e.g., battery voltage) to determine when to switch to constant voltage charging, at which time the controller may control the buck converter 1114 to maintain a constant voltage output for constant- Can be controlled.

[0077] 충전 회로(1102)는 STAT 출력을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 제어기(1114)는, 장애 이벤트들의 발생에 대한 충전 회로(1102) 내의 다른 조건들을 모니터링할 수도 있다. 제어기(1114)는, 장애 이벤트가 발생했다는 것을 결정하는 것에 응답하여 STAT 출력 상에 적절한 신호(디지털 또는 아날로그)를 어써팅할 수도 있다. 충전 회로(1102)를 포함하는 전자 디바이스의 외부 회로는 그에 따라 신호를 프로세싱할 수도 있다(예를 들어, 사용자에게 경고하고 알람을 트리거링(trigger)하는 등임). 다른 실시예들에서, 제어기(1114)에 부가하여 또는 제어기(1114) 외의 회로가 장애 이벤트들을 검출하고 STAT 출력을 어써팅할 수도 있다.[0077] The charging circuit 1102 may include a STAT output. In some embodiments, the controller 1114 may monitor other conditions within the charging circuit 1102 for the occurrence of fault events. Controller 1114 may assert an appropriate signal (digital or analog) on the STAT output in response to determining that a fault event has occurred. The external circuitry of the electronic device, including the charging circuit 1102, may thereby process the signal (e.g., alert the user and trigger an alarm, etc.). In other embodiments, in addition to or in addition to the controller 1114, a circuit other than the controller 1114 may detect fault events and assert the STAT output.

[0078] 충전 회로(1102)는 EN 입력을 포함할 수도 있다. 위에 설명된 바와 같이, EN 입력은, 배터리 충전 동작이 수행될 수 있는지 또는 수행될 수 없는지 여부를 충전 회로(1102)에 알리기 위해 사용될 수도 있다. 배터리 충전이 바람직하지 않은 경우, 충전 회로(1102) 외부의 회로가 EN 입력 상에 신호(디지털 또는 아날로그)를 어써팅할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 제어기(1114)는 신호를 수신하고 그에 응답하여 배터리 충전 동작을 디스에이블링할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 제어기(1114) 외의 회로가 이용될 수도 있다.[0078] The charging circuit 1102 may include an EN input. As described above, the EN input may be used to inform the charging circuit 1102 whether a battery charging operation can be performed or not. If battery charging is undesirable, a circuit outside the charging circuit 1102 can assert a signal (digital or analog) on the EN input. In some embodiments, the controller 1114 may receive the signal and may disable the battery charging operation in response thereto. In other embodiments, a circuit other than the controller 1114 may be used.

[0079] 도 12는, 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같은 회로를 사용하는 본 개시에 따른 배터리 충전 회로(1200)를 도시한다. 배터리 충전 회로(1200)는 충전 회로들(1202 및 1204)을 포함할 수도 있다. 몇몇 구현들에서, 동일한 디바이스가 충전 회로들(1202 및 1204)에 대해 사용될 수도 있다. 다른 구현들에서, 상이한 디바이스들이 충전 회로들(1202 및 1204)에 대해 사용될 수도 있는데, 예를 들어, 디바이스들은 동일한 파트일 필요는 없으며, 심지어 상이한 제조자들로부터의 파트들일 수도 있다. 그러나, 설명의 목적들을 위해, 도 12는 충전 회로(1204)와 동일한 것으로 충전 회로(1202)를 도시한다.[0079] FIG. 12 shows a battery charging circuit 1200 according to this disclosure using, for example, a circuit as shown in FIG. Battery charging circuit 1200 may include charging circuits 1202 and 1204. In some implementations, the same device may be used for charging circuits 1202 and 1204. In other implementations, different devices may be used for the charging circuits 1202 and 1204, e.g., the devices need not be the same part, and may even be parts from different manufacturers. However, for purposes of explanation, FIG. 12 shows a charging circuit 1202 that is the same as charging circuit 1204.

[0080] 배터리 충전 회로(1200)는, 충전될 배터리(1222)에 접속가능한 배터리 단자(1224)를 포함할 수도 있다. 충전 회로(1202) 및 충전 회로(1204)의 충전 출력들 CHGOUT은 배터리 단자(1224)에서 함께 접속될 수도 있다. 충전 회로들(1202, 1204)이 배터리 충전 동작을 수행하는 경우, 각각의 충전 회로의 벅 변환기로부터의 전력이 배터리(1222)에 제공될 수 있다.[0080] The battery charging circuit 1200 may include a battery terminal 1224 connectable to the battery 1222 to be charged. The charging outputs 1202 and the charging outputs CHGOUT of the charging circuit 1204 may be connected together at the battery terminal 1224. [ When the charging circuits 1202 and 1204 perform the battery charging operation, the power from the buck converter of each charging circuit may be provided to the battery 1222. [

[0081] 충전 회로(1202)의 STAT 출력은 충전 회로(1204)의 EN 입력에 접속될 수도 있다. 충전 회로(1202)가 장애 이벤트를 검출하고 적절한 신호를 STAT 출력 상에 어써팅하는 경우, 충전 회로(1202)는 충전 회로(1204)(슬레이브 또는 2차 디바이스)를 디스에이블링할 수 있기 때문에, 충전 회로(1202)는 마스터 또는 1차 디바이스로 간주될 수도 있다.The STAT output of the charging circuit 1202 may be connected to the EN input of the charging circuit 1204. Since the charging circuit 1202 can disable the charging circuit 1204 (slave or secondary device) when it detects a fault event and asserts the appropriate signal on the STAT output, The charging circuit 1202 may be considered a master or a primary device.

[0082] 추가로, 본 개시에 따르면, 마스터 디바이스(예를 들어, 충전 회로(1202))는, 슬레이브 디바이스(예를 들어, 충전 회로(1204))의 배터리 임계 전압 값보다 더 높은 배터리 임계 전압 값으로 프로그래밍될 수도 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 특정한 예시적인 실시예에서, 마스터 디바이스는 4.35 V의 배터리 임계 전압 값으로 프로그래밍되고, 슬레이브 디바이스는 4.33 V의 배터리 임계 전압 값으로 프로그래밍된다.Additionally, according to the present disclosure, the master device (e.g., charging circuit 1202) is configured to determine whether a battery threshold voltage (e.g., charging circuit 1204) Value. &Lt; / RTI > For example, in the particular illustrative embodiment shown in FIG. 12, the master device is programmed to a battery threshold voltage value of 4.35 V, and the slave device is programmed to a battery threshold voltage value of 4.33 V.

[0083] 동작 시, 배터리 충전 회로(1200)가 (예를 들어, 충전 회로들(1202, 1204) 둘 모두의 EN 입력들에 어써팅함으로써) 배터리 충전 동작을 시작하는 경우, 충전 회로는 정전류 충전 상태에서 시작할 수 있다. 도 13a를 참조하면, 도면에 도시된 바와 같이, 벅 변환기는 전류 I를 배터리(1222)에 제공하는 정전류 소스(1302)로서 효과적으로 동작하는 정전류 모드로 동작할 수도 있다. 이러한 충전 상태 동안, 충전 회로들(1202, 1204) 둘 모두로부터의 전류 I는 배터리(1222)로 흐르며, 그에 의해 배터리를 충전한다. 몇몇 실시예들에서, 도 12에 예시된 바와 같이, 각각의 충전 회로(1202, 1204)로부터의 전류 흐름은 동일할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 전류 흐름들은 상이할 수도 있다.[0083] In operation, when the battery charging circuit 1200 initiates a battery charging operation (eg, by asserting to the EN inputs of both charging circuits 1202 and 1204), the charging circuit is charged with a constant current charge State. 13A, the buck converter may operate in a constant current mode that effectively operates as a constant current source 1302 that provides a current I to the battery 1222, as shown in the figure. During this charging state, current I from both charging circuits 1202 and 1204 flows into battery 1222, thereby charging the battery. In some embodiments, as illustrated in Figure 12, the current flow from each of the charging circuits 1202 and 1204 may be the same. In other embodiments, the current flows may be different.

[0084] 충전 회로들(1202, 1204)로부터의 전류가 배터리(1222)로 흐르는 경우, 배터리는 충전되기 시작하고, 배터리 전압 V_BATT는 상승하기 시작한다. 배터리 전압이 배터리 임계 값을 넘거나(pass) 또는 교차하는 경우, 제어기(1114)는 그에 후속하여, 배터리 충전 동작의 다음 상태를 스위칭할 수도 있다. 오직 하나의 충전 상태(예를 들어, 정전류 모드)만이 존재하면, 다음 상태는 종결 상태이다. 배터리 충전 동작이 정전류 충전 상태 및 정전압 충전 상태를 포함하는 몇몇 실시예들에서, 제어기(1114)는 배터리 충전 동작을 정전류 충전으로부터 정전압 충전으로 스위칭시킬 수 있다.[0084] When the current from the charging circuits 1202 and 1204 flows to the battery 1222, the battery starts to charge, and the battery voltage V _BATT starts to rise. If the battery voltage passes or crosses the battery threshold, the controller 1114 may switch to the next state of the battery charging operation, following which. If there is only one charging state (e.g., constant current mode), then the next state is the final state. In some embodiments, where the battery charging operation includes a constant current charging state and a constant voltage charging state, the controller 1114 may switch the battery charging operation from constant current charging to constant voltage charging.

[0085] 도 13b는, 배터리 충전 동작이 정전류 상태 및 정전압 상태를 포함하는 실시예의 예를 예시한다. 도시된 예에서, 마스터 디바이스(충전 디바이스(1202))는 4.35V의 배터리 임계 전압 값을 갖도록 구성되고, 슬레이브 디바이스(충전 디바이스(1204)는 4.33V의 배터리 임계 전압 값으로 구성된다. 따라서, 배터리 전압 V_BATT가 4.33V(도 13a) 미만으로부터 4.33V로 상승하여 4.33V에 교차하는 경우, 슬레이브 디바이스 내의 제어기(1114)는 그 교차를 검출할 수 있고, 그에 응답하여 정전류 충전으로부터 정전압 충전으로 스위칭시킬 수 있다. 슬레이브 디바이스 내의 제어기(1114)는, 예를 들어, 슬레이브 디바이스에 셋팅되어 있는 배터리 임계 전압 값에 기초하여 결정된 바와 같은 4.33V의 정전압 출력을 제공하기 위해, 도면에 도시된 바와 같이, 벅 변환기의 동작을 정전압 소스(1304)로서 동작하게 제어할 수 있다.[0085] FIG. 13B illustrates an example of an embodiment in which the battery charging operation includes a constant current state and a constant voltage state. In the illustrated example, the master device (charging device 1202) is configured to have a battery threshold voltage value of 4.35V and the slave device (charging device 1204 is configured with a battery threshold voltage value of 4.33V) When the voltage V _BATT rises from less than 4.33 V (Fig. 13A) to 4.33 V and crosses 4.33 V, the controller 1114 in the slave device is able to detect its crossing and, in response, switches from constant current charging to constant voltage charging The controller 1114 in the slave device may, for example, provide a constant voltage output of 4.33 V as determined based on the battery threshold voltage value set in the slave device, The operation of the buck converter can be controlled to operate as a constant voltage source 1304.

[0086] 동시에, 마스터 디바이스 내의 벅 변환기는 정전류 소스로서 계속 동작한다. 마스터 디바이스로부터의 전류가 배터리(1222) 내로 계속 흐르는 경우, 배터리 전압 V_BATT는 4.33V보다 더 큰 값으로 계속 상승한다. 배터리 FET(1116)의 소스와 드레인에 걸친 결과적인 전압 차이는, 결국 배터리 FET를 턴 오프시킬 증가된 핀치-오프(pinch-off) 효과를 생성할 것이다. 슬레이브 디바이스 내의 제어기(1114)가 이러한 조건을 검출하는 경우, 슬레이브 디바이스에서의 배터리 충전 동작을 종결할 수 있다(예를 들어, 벅 제어기(1112)를 디스에이블링함). 이러한 조건은 도 13c에 도시되며, 여기서, 오직 마스터 디바이스만이 배터리 충전 동작을 수행 중이고, 슬레이브 디바이스는 턴 오프된 것으로 개략적으로 도시된다.[0086] At the same time, the buck converter in the master device continues to operate as a constant current source. When the current from the master device continues to flow into the battery 1222, the battery voltage V _BATT continues to rise to a value greater than 4.33V. The resulting voltage difference across the source and drain of the battery FET 1116 will result in an increased pinch-off effect that will eventually turn off the battery FET. When the controller 1114 in the slave device detects this condition, it may terminate the battery charging operation at the slave device (e.g., disabling the buck controller 1112). This condition is shown in Figure 13c, where only the master device is performing a battery charging operation and the slave device is schematically shown as being turned off.

[0087] 마스터 디바이스는, 배터리 전압 V_BATT가 배터리 임계 전압 값을 넘을 때까지, 계속 정전류 모드에서 충전할 것이다. 도 13d를 참조하면, V_BATT가 배터리 임계 전압 값(예를 들어, 4.35V)을 넘는 것에 응답하여, 마스터 디바이스 내의 제어기(1114)는 정전류 충전으로부터 정전압 충전으로 스위칭시킬 수 있다. 제어기(1114)는, 예를 들어, 배터리 임계 전압 값에 기초하여 결정된 바와 같은 4.35V의 정전압 출력을 제공하기 위해, 도 13d에 도시된 바와 같이, 마스터 디바이스 내의 벅 변환기의 동작을 정전압 소스(1304)로서 동작하게 제어할 수 있다. 제어기(1114)는 그 후, 배터리 전압 V_BATT가 최종 값을 초과한 이후에 배터리 충전 동작을 종결할 수도 있다.[0087] The master device will continue to charge in the constant current mode until the battery voltage V _BATT exceeds the battery threshold voltage value. 13D, in response to V _BATT exceeding the battery threshold voltage value (e.g., 4.35V), controller 1114 in the master device may switch from constant current charging to constant voltage charging. The controller 1114 may control the operation of the buck converter in the master device to a constant voltage source 1304, for example, as shown in Figure 13D, to provide a constant voltage output of 4.35V as determined based on the battery threshold voltage value, As shown in Fig. The controller 1114 may then terminate the battery charging operation after the battery voltage V _BATT exceeds the final value.

[0088] 몇몇 실시예들에서, 배터리 충전 회로(1200)는 2개 또는 그 초과의 슬레이브 디바이스들을 포함할 수 있다. 각각의 부가적인 슬레이브 디바이스는, 다른 슬레이브 디바이스들보다 더 작은 배터리 임계 전압 값으로 구성될 수 있다. 단지 예로서, 배터리 충전 회로가 2개의 슬레이브 디바이스들을 포함하면, 슬레이브 디바이스들의 배터리 임계 전압 값들은 4.33V 및 4.31V일 수도 있고, 마스터 회로에 대한 배터리 임계 전압 값은 4.35V일 수도 있다.[0088] In some embodiments, the battery charging circuit 1200 may include two or more slave devices. Each additional slave device may be configured with a smaller battery threshold voltage value than the other slave devices. By way of example only, if the battery charging circuit includes two slave devices, the battery threshold voltage values of the slave devices may be 4.33V and 4.31V, and the battery threshold voltage value for the master circuit may be 4.35V.

[0089] 따라서, 그러한 실시예에서, 4.31V 슬레이브 회로는, 배터리 전압이 4.31V에 도달하고 그를 초과한 이후, 정전류 모드로부터 정전압 모드로 먼저 스위칭 오버(switch over)될 수도 있다. 배터리가 계속 충전되는 경우, 배터리의 전압은 계속 상승할 것이다. 4.31V 슬레이브 회로의 배터리 FET에서의 핀치-오프는 그 충전 회로가 턴 오프되는 것을 야기할 수도 있으며, 마스터 회로 및 4.33V 슬레이브 회로가 배터리를 충전하는 것은 그대로 유지된다.[0089] Thus, in such an embodiment, the 4.31V slave circuit may first be switched over from the constant current mode to the constant voltage mode after the battery voltage reaches and exceeds 4.31V. If the battery continues to charge, the battery voltage will continue to rise. The pinch-off in the battery FET of the 4.31V slave circuit may cause the charging circuit to turn off, and the charging of the master circuit and the 4.33V slave circuit will remain unchanged.

[0090] 배터리는 계속 충전될 것이고, 배터리의 전압은 4.33V에 도달하고 그를 초과할 것이다. 이것은, 4.33V 슬레이브 회로가 정전류 모드로부터 정전압 모드로 스위칭 오버하는 것을 야기할 수도 있다. 배터리가 계속 충전되는 경우, 배터리의 전압은 계속 상승할 것이다. 4.33V 슬레이브 회로의 배터리 FET에서의 핀치-오프는 그 충전 회로가 턴 오프되는 것을 야기할 수도 있으며, 오직 마스터 회로가 배터리를 충전하는 것만이 그대로 유지된다. 위에 설명된 바와 같이, 결국 마스터 회로는 정전압 모드에 진입할 것이고, 결국 턴 오프될 것이다.[0090] The battery will continue to charge, and the voltage of the battery will reach and exceed 4.33V. This may cause the 4.33V slave circuit to switch over from the constant current mode to the constant voltage mode. If the battery continues to charge, the battery voltage will continue to rise. The pinch-off in the battery FET of the 4.33V slave circuit may cause the charging circuit to turn off, and only the master circuit will charge the battery. As described above, the master circuit will eventually enter the constant voltage mode and will eventually turn off.

이점들 및 기술적 효과Benefits and technical effects

[0091] 충전 회로(예를 들어, 1202)들 각각은 배터리를 충전하는 것이 가능하다. 본 개시의 유리한 양상은, 2개 또는 그 초과의 충전 회로들(예를 들어, 1202, 1204)이 배터리로의 충전 전류에 기여하도록 결합될 수 있기 때문에, 배터리 충전 회로가 정전류 모드 동안 고속 충전을 제공할 수 있다는 것이다. 슬레이브 디바이스(들)(예를 들어, 1204)는 마스터 디바이스(예를 들어, 1202)보다 먼저 정전류 모드로부터 그리고 정전압 모드로 스위칭하므로, 상술된 바와 같이, 슬레이브 디바이스는 마스터 디바이스가 정전압 모드 충전으로 진입하기 전에 턴 오프된다. 이것은, 서로 접속된 2개의 전압 소스들을 갖는 것의 잠재적인 역효과들을 회피한다. 슬레이브 디바이스가 턴 오프되는 것은 회로에 오직 하나의 정전압 소스만이 존재한다는 것을 보장할 수 있다.[0091] Each of the charging circuits (for example, 1202) is capable of charging the battery. An advantageous aspect of the present disclosure is that the battery charging circuit is capable of charging fast during constant current mode since two or more charging circuits (e.g., 1202, 1204) can be combined to contribute to the charging current to the battery . Since the slave device (s) (e.g., 1204) switches from a constant current mode prior to the master device (e.g., 1202) and into a constant voltage mode, as described above, the slave device will not enter the constant voltage mode charge Before turning off. This avoids the potential adverse effects of having two voltage sources connected to each other. Turning off the slave device can ensure that there is only one constant voltage source in the circuit.

[0092] 상기 설명은, 본 개시의 다양한 실시예들과 함께 특정한 실시예들의 양상들이 어떻게 구현될 수 있는지의 예들을 예시한다. 상기 예들은, 유일한 실시예들인 것으로 간주되어서는 안되며, 다음의 청구항들에 의해 정의되는 바와 같은 특정한 실시예들의 유연성 및 이점들을 예시하도록 제시된다. 상기 개시 및 다음의 청구항들에 기초하여, 다른 어레인지먼트(arrangement)들, 실시예들, 구현들, 및 등가물들이, 청구항들에 의해 정의되는 바와 같은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 이용될 수도 있다.[0092] The above description illustrates examples of how aspects of certain embodiments may be implemented with various embodiments of the present disclosure. The above examples are not to be considered as being exclusive embodiments, but are presented to illustrate the flexibility and advantages of certain embodiments as defined by the following claims. Other arrangements, embodiments, implementations, and equivalents may be utilized, without departing from the scope of the present disclosure, as defined by the claims, based on the foregoing disclosure and the following claims.

[0093] 다음의 청구범위를 청구한다.The following claims are claimed.

Claims

A battery charging circuit comprising:
A first charging circuit and a second charging circuit,
Each charging circuit having a charging output connectable to the battery and having a voltage regulator for providing power to the charging output, a battery voltage threshold, and a battery charging operation based on the detected battery voltage with respect to the battery voltage threshold And a controller operable to change a state of charge of the battery,
The charging output of the first charging circuit is connected to the charging output of the second charging circuit,
The battery voltage threshold value of the first charging circuit is higher than the battery voltage threshold value of the second charging circuit so that the battery charging operation in the second charging circuit terminates prior to the battery charging operation in the first charging circuit Battery charging circuit.

The method according to claim 1,
Wherein the first charging circuit further comprises a status output and wherein the controller of the first charging circuit is operable to assert a signal on the status output in response to the first charging circuit detecting a fault event, , &Lt; / RTI >
Wherein the second charging circuit further comprises an enable control input coupled to the status output and wherein the controller of the second charging circuit is responsive to the signal asserted on the enable control input to cause the second charging circuit And to disable the charging operation of the battery,
Whereby the fault event detected by the first charging circuit is capable of disabling charging operation in the second charging circuit.

The method according to claim 1,
Wherein the voltage regulator of each of the first and second charging circuits comprises a buck converter.

The method according to claim 1,
Wherein at least the voltage regulator of the second charging circuit includes a field effect transistor (FET) device connected to the output of the voltage regulator, the charging output being an output of the FET device.

The method according to claim 1,
Wherein in the first charging circuit and the second charging circuit, the battery charging operation includes a constant current charging state and a constant voltage charging state.

The method according to claim 1,
In the first charging circuit, the controller changes the charging state of the battery charging operation from the constant current charging state to the constant voltage charging state in response to the detected battery voltage exceeding the battery voltage threshold value of the first charging circuit Lt; / RTI >
In the second charging circuit, the controller changes the charging state of the battery charging operation from the constant current charging state to the constant voltage charging state in response to the detected battery voltage exceeding the battery voltage threshold value of the second charging circuit Wherein the battery charging circuit is operable to charge the battery.

The method according to claim 1,
Wherein each of the first charging circuit and the second charging circuit further comprises a voltage sensor operable to sense a voltage level of a battery connected to the battery charging circuit.

As a circuit,
A first charging circuit including a charging output;
A second charging circuit including a charging output; And
And a battery terminal connectable to a battery to be charged,
The charging output of the first charging circuit is connected to the battery terminal, the charging output of the second charging circuit is connected to the battery terminal,
Wherein the first charging circuit is configured to change a charging state of the battery charging operation in response to a detected battery voltage level exceeding a first threshold voltage level,
And the second charging circuit is configured to change a charging state of the battery charging operation in response to the detected battery voltage level exceeding a second threshold voltage level that is lower than the first threshold voltage level.

9. The method of claim 8,
Wherein the first charging circuit further comprises a status output indicative of occurrence of a fault event and the second charging circuit comprises an enable control input for enabling or disabling the battery charging operation of the second charging circuit Wherein the status output of the first charging circuit is connected to an enable control input of the second charging circuit.

9. The method of claim 8,
In the first charging circuit and the second charging circuit, the battery charging operation operates in a constant current charging state and a constant voltage charging state.

11. The method of claim 10,
Wherein the battery charging operation in the first charging circuit switches from a constant current charging state to a constant voltage charging state following the detected battery voltage level exceeding the first threshold voltage level,
Wherein the battery charging operation in the second charging circuit switches from a constant current charging state to a constant voltage charging state following the detected battery voltage level exceeding the second threshold voltage level.

9. The method of claim 8,
Wherein each of the first and second charging circuits further comprises a separate voltage regulator for generating a charging power output by an individual charging output.

13. The method of claim 12,
Wherein each of the first and second charging circuits further comprises a separate battery FET connected to the output of the respective voltage regulator,
Wherein the output of the battery FET of the first charging circuit and the output of the battery FET of the second charging circuit are connected to the battery terminal.

13. The method of claim 12,
Each of said separate voltage regulators being a buck converter.

As a circuit,
First means for generating power, said first means comprising output means for providing power to the battery to be charged; And
Second means for generating power, said second means comprising output means for providing power to the battery to be charged,
The output means of the first means and the output means of the second means are connected together,
The first means further comprises means for controlling the battery charging operation of the first means based on a detected battery voltage value relating to a first battery threshold voltage value,
The second means further comprises means for controlling the battery charging operation of the second means based on the detected battery voltage value with respect to the second battery threshold voltage value,
Wherein the first battery threshold voltage value is different from the second battery threshold voltage value.

16. The method of claim 15,
Wherein the battery charging operation in the second means ends before the battery charging operation in the first means.

16. The method of claim 15,
Wherein each of the first means and the second means comprises a voltage regulator.

18. The method of claim 17,
Wherein the voltage regulator in the first means and the second means is a buck regulator.

16. The method of claim 15,
Wherein each of the first means and the second means comprises a voltage sensor for detecting a battery voltage.

16. The method of claim 15,
Wherein the battery charging operation in the first means and the second means includes a constant current mode and a constant voltage mode, respectively.

21. The method of claim 20,
Wherein the battery charging operations in the first means and the second means each start in a constant current mode and subsequently switch to a constant voltage mode.

21. The method of claim 20,
Wherein each of the battery charging operations in the first means and the second means includes charging the battery pack in a constant voltage mode from a constant current mode in response to the detected battery voltage value exceeding the first battery threshold voltage value and the second battery threshold voltage value, Mode.